【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感,特别是一种主要用于高速高时间同步多测点的结构工程应用的高时间同步多通道光纤光栅传感系统。
技术介绍
光纤传感技术是伴随着光导纤维及光纤通信技术发展而另辟新径的一种崭新的传感技术。其原理是当应变、温度、振动等外部物理参量改变时,影响到光纤光栅的栅区折射率及光栅间距发生变化,进使其反射的光波长改变,利用探测到光波长的变化量可计算得到需要测量的物理量改变量,实现传感。光纤光栅传感器因为其体积、精度高、反应快、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀且易于组网实现分布式测量等优点,已经被广泛应用在大坝、桥梁和隧道等建筑结构的应变和温度预警等安全监测中。在测量较大范围的被测物的应力时,为了准确反应被测物整体结构的受力情况,往往利用光纤光栅的特点,将系统设计为多通道,每通道串联多光纤光栅传感器的方案实现一套设备对整个区域进行测量,有效节省了成本。但是由于目前的多通道测量是由光开关实现切换的,对整个被测区域分属不同通道的测点测量会由于光开关的切换时间而不同步。对通道越多的情况,每测量一遍各测点的不同步越严重,而对于需要进行高速动态信号监测的情况,传统的多通道传感系统方案难以满足需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种适用于需要进行高速动态应变、温度等信号的测量监测的高时间同步多通道光纤光栅传感系统。本专利技术的目的实现方案如下—种高时间同步多通道光纤光栅传感系统,其特点在于由宽带荧光源、三端环形器、光分路器、1*4光开关组、光纤光栅传感器组、传感信号解调装置和计算机组成,其连接关系是所述的宽带荧光源输出端经光纤连接三端环形器第一端;三端环形器的第二端经光纤 ...
【技术保护点】
一种高时间同步多通道光纤光栅传感系统,其特征在于它由宽带荧光源(1)、三端环形器(2)、光分路器(3)、1*4光开关组(4)、多个光纤光栅传感器组成的光纤光栅传感器组(5)、传感信号解调装置(6)和计算机(7)组成,其连接关系是:所述的宽带荧光源(1)输出端经光纤连接所述的三端环形器(2)的第一端;该三端环形器(2)的第二端经光纤连接到所述的光分路器(3)的输入端;该光分路器(3)的四个输出端分别连接到所述的1*4光开关组(4)的四个光开关的输入端;每个光开关的四个输出端分别连接到单根光纤通道中串联的光纤光栅传感器,经过光纤光栅传感器(5-i)反射回的光信号经过1*4光开关组(4)和光分路器(3)后,回到所述的三端环形器(2)第二端并从其第三端进入到所述的传感信号解调装置(6)的输入端;该传感信号解调装置(6)的第一输出端与所述的1*4光开关组(4)的控制端连接;该传感信号解调装置(6)的第二输出端连接到所述的计算机(7)。
【技术特征摘要】
1.一种高时间同步多通道光纤光栅传感系统,其特征在于它由宽带荧光源(I)、三端环形器(2)、光分路器(3)、1*4光开关组(4)、多个光纤光栅传感器组成的光纤光栅传感器组(5)、传感信号解调装置(6)和计算机(7)组成,其连接关系是所述的宽带荧光源(I)输出端经光纤连接所述的三端环形器(2)的第一端;该三端环形器(2)的第二端经光纤连接到所述的光分路器⑶的输入端;该光分路器⑶的四个输出端分别连接到所述的1*4光开关组(4)的四个光开关的输入端;每个光开关的四个输出端分别连接到单根光纤通道中串联的光纤光栅传感器,经过光纤光栅传感器(5 -1)反射回的光信号经过1*4光开关组(4)和光分路器(3)后,回到所述的三端环形器(2)第二端并从其第三端进入到所述的传感信号解调装置¢)的输入端;该传感信号解调装置¢)的第一输出端与所述的1*4光开关组(4)的控制端连接;该传感信号解调装置¢)的第二输出端连接到所述的计算机(7)。2.根据权利要求1所述的高时间同步多通道光纤光栅传感系统,其特征在于所述的传感信号解调装置出)由高精度FP干涉仪¢-1)、温度控制器¢-2)、锯齿波发生器¢-3)、光电转换模块(6-4)和电信号采集处理模块(6-5)组成,所述的三端环形器(2)中返回的光信号从第三端进入到所述的传感信号解调装置(6)中的高精度FP干涉仪(6-1);所述的温度控制器(6-2)通过连接到高精度FP干涉仪¢-1)的热敏电阻探测干涉仪的环境温度,并使用热电冷却器来调节这一环境温度;所述的锯齿波发生器(6-3)是基于TI公司生产的NE555的锯齿波发生电路,它所的产生锯齿波电压为FP干涉仪(6-1)的扫描工作提供驱动;高精度FP干涉仪(6-1)进行波长扫描时与返回光信号中特定波长的光产生干涉后,它输出的光波经过光电转换模块(6-4)转变为电信号进入电信号采集处理模块¢-5);电信号采集处理模块(6-5)选取电信号的极大值并转为数字信号后作为数...
【专利技术属性】
技术研发人员:张承涛,范薇,陈嘉琳,李国扬,林尊琪,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:
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