一种可视化的分布式fbg传感解调装置制造方法
【专利摘要】一种可视化的分布式FBG传感解调装置，涉及光纤传感及特性测试的【技术领域】。解决了现有FBG传感解调装置自身不具有结果显示功能的问题。本实用新型的可调谐DFB光源的光信号输出端与1×2光分路器的光信号输入端相连，1×2光分路器第一光信号输出端与F-P标准具的光信号输入端连接，1×2光分路器第二光信号输出端与1×4光分路器的光信号输入端连接；5路光放大电路电信号输出端与数据采集器的电信号采集输入端连接，数据采集器的以太网通信端口与RJ45以太网口连接，数据采集器的数据信号输出端与显示器的显示数据输入端连接。本实用新型适用于光纤传感及特性测试的【技术领域】。
【专利说明】—种可视化的分布式FBG传感解调装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤传感及特性测试的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感器具有体积小、抗电磁干扰、防腐蚀、传感信息量波长编码、易构成分布式测量系统实现网络化测量等独特优势，广泛应用于各行各业的应力及温度监测。大型电力设备正常运行时的电磁振动和故障状态下的瞬态结构应变、对防爆条件要求苛刻的化工设备故障诊断和石油管道泄露诱导的瞬态应变、弹道测试引起的环境波动等许多特殊场合，利用光纤光栅传感器波长信息变化完全可实现对其动态信号的监测。
[0003]在基于FBG传感器进行监测系统中，FBG波长信息解调是关键技术。通过对国内FBG解调仪研发公司销售调查，平均每年销售额在I亿人民币，随着市场需求逐年呈上升趋势。目前在常用的波长信息解调方法中，可调谐滤波法构成的解调系统复杂，精度受法-珀腔的稳定性及压电陶瓷的非线性影响，只适用于静态或准静态测量；干涉法虽然能提高检测灵敏度，但稳定性差，至今未有成品；匹配解调方法灵敏度高，但动态范围窄、易受环境温度影响。近几年，FBG波长解调仪在国内主要研究机构有上海紫珊、北京品傲、上海前所等十几所，研制的动态解调仪大多基于CCD散射法或F-P腔驱动原理，存在价格高20万元左右人民币、体积大、不能后续开发等不利因素。
[0004]DFB激光器即分布式反馈激光器，将光学参数周期性变化的结构置于激光增益介质中。当激光的波长满足一定条件时，在此结构中传播将产生布拉格反射效应，而布拉格反射效应具有镜反射的效果，从而形成分布反馈。DFB激光器具有带宽窄、波长可调谐、频率稳定性好等突出优点，这是其它普通光源所无法比拟的，但是现有FBG传感解调装置自身不具有结果显示功能。
实用新型内容
[0005]本实用新型目的是为了解决现有FBG传感解调装置自身不具有结果显示功能的问题，提出了一种可视化的分布式FBG传感解调装置。
[0006]本实用新型所述一种可视化的分布式FBG传感解调装置，该装置包括可调谐DFB光源、I X 2光分路器、F-P标准具、I X 4光分路器、耦合器A、耦合器B、耦合器C、耦合器D、5路光放大电路、数据采集器、CHl端口、CH2端口、CH3端口、CH4端口、RJ45以太网口、AC220V端口和显示器；
[0007]可调谐DFB光源的光信号输出端与1X2光分路器的光信号输入端相连,I X2光分路器第一光信号输出端与F-P标准具的光信号输入端连接，1X2光分路器第二光信号输出端与1X4光分路器的光信号输入端连接；
[0008]I X4光分路器的第一个光信号输出端连接稱合器A的光信号的输入端,稱合器A的光信号输入输出端连接CHl端口的光信号输入输出端,I禹合器A的光信号输出端连接5路光放大电路第一个光信号输入端；
[0009]I X4光分路器的第二个光信号输出端连接稱合器B的光信号的输入端,稱合器B的光信号输入输出端连接CH2端口的光信号输入输出端,I禹合器B的光信号输出端连接5路光放大电路9第二个光信号输入端；
[0010]I X4光分路器的第三个光信号输出端连接稱合器C的光信号的输入端,I禹合器C的光信号输入输出端连接CH3端口的光信号输入输出端,I禹合器C的光信号输出端连接5路光放大电路第三个光信号输入端；
[0011]I X4光分路器的第四个光信号输出端连接f禹合器D的光信号的输入端,I禹合器D的光信号输入输出端连接CH4端口的光信号输入输出端,I禹合器D
[0012]的光信号输出端连接5路光放大电路的第四个光信号输入端；
[0013]F-P标准具的光信号输入端连接5路光放大电路的第五个光信号输入端；
[0014]5路光放大电路电信号输出端与数据采集器的电信号采集输入端连接，数据采集器的以太网通信端口与RJ45以太网口连接，数据采集器的数据信号输出端与显示器的显示数据输入端连接；
[0015]AC220V端口的电源信号输出端同时连接显示器的电源信号输入端、数据采集器的电源信号输入端、5路光放大电路的电源信号输入端和、可调谐DFB光源的电源信号输入端;
[0016]所述耦合器A、耦合器B、耦合器C和耦合器D均采用单模光纤耦合器。
[0017]本实用新型集合光学技术、模拟电子技术于一体，将光传感和光电检测中所用的光有源和无源等各类器件的集成在一个系统，完成对外界传感信息的测试及对实验结果的显示，结构简单，解调精度高，同时采用显示直接集成在FBG传感解调装置对结果进行显示，实现解调装置的可视化，且解调的精度与现有装置相比提高了 20%。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型所述的可视化的分布式FBG传感解调装置电气结构示意图。【具体实施方式】
[0019]【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种可视化的分布式FBG传感解调装置，该装置包括可调谐DFB光源1、I X 2光分路器2、F-P标准具3、I X 4光分路器4、耦合器A5、耦合器B6、耦合器C7、耦合器D8、5路光放大电路9、数据采集器10、CHl 端口 15、CH2 端口 14、CH3 端口 13、CH4 端口 12、RJ45 以太网口 16、AC220V 端口 17 和显示器18 ；
[0020]可调谐DFB光源I的光信号输出端与1X2光分路器2的光信号输入端相连，I X2光分路器2第一光信号输出端与F-P标准具3的光信号输入端连接，1X2光分路器2第二光信号输出端与I X 4光分路器4的光信号输入端连接；
[0021]I X 4光分路器4的第一个光信号输出端连接稱合器A5的光信号的输入端,稱合器A5的光信号输入输出端连接CHl端口 15的光信号输入输出端,I禹合器A5的光信号输出端连接5路光放大电路9第一个光信号输入端；
[0022]I X 4光分路器4的第二个光信号输出端连接稱合器B6的光信号的输入端,稱合器B6的光信号输入输出端连接CH2端口 14的光信号输入输出端,I禹合器B6的光信号输出端连接5路光放大电路9第二个光信号输入端；
[0023]I X 4光分路器4的第三个光信号输出端连接稱合器C7的光信号的输入端,稱合器C7的光信号输入输出端连接CH3端口 13的光信号输入输出端,I禹合器C7的光信号输出端连接5路光放大电路9第三个光信号输入端；
[0024]I X4光分路器4的第四个光信号输出端连接f禹合器D8的光信号的输入端,I禹合器D8的光信号输入输出端连接CH4端口 12的光信号输入输出端,I禹合器D8
[0025]的光信号输出端连接5路光放大电路9的第四个光信号输入端；
[0026]F-P标准具3的光信号输入端连接5路光放大电路9的第五个光信号输入端；
[0027]5路光放大电路9电信号输出端与数据采集器10的电信号采集输入端连接，数据采集器10的以太网通信端口与RJ45以太网口 16连接，数据采集器10的数据信号输出端与显示器18的显示数据输入端连接；
[0028]AC220V端口的电源信号输出端同时连接显示器18的电源信号输入端、数据采集器10的电源信号输入端、5路光放大电路9的电源信号输入端和、可调谐DFB光源I的电源信号输入端；
[0029]所述耦合器A5、耦合器B6、耦合器C7和耦合器D8均采用单模光纤耦合器；
[0030]数据采集器10采用型号为FPGA EPIC6Q240C8的芯片实现。
[0031]本实用新型实现了对FBG传感器波长信息的间接获取，该装置涉及到的光有源和无源器件均以模块形式组装，系统中每个电路均可独立工作也可组成系统实现统一的功倉泛，
[0032]本实用新型主要围绕着光路系统和电路系统来实现，可以用于光学专业、物理专业、计量测试专业、仪器科学专业等的教学实验及科研研究中。且本实用新型所述装置可进一步组合、拓展实验内容。具有综合性强、覆盖内容广，操作方便的特点，且价格低廉、易于推广使用。解决了现有基于FBG传感器存在价格高20万元左右人民币、体积大、不能后续开发等问题。
[0033]【具体实施方式】二、本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种可视化的分布式FBG传感解调装置的进一步说明，它还包括端口台11，用于安装CHl端口 15、CH2端口 14、CH3 端口 13 和 CH4 端口 12、RJ45 以太网口 16 和 AC220V 端口 17。
[0034]本实施方式所述端口台可用于FBG传感实验以及数据处理的后续开发。
【权利要求】
1.一种可视化的分布式FBG传感解调装置，该装置包括可调谐DFB光源(I )、I X 2光分路器(2)、F-P标准具(3)、1X4光分路器(4)、耦合器A (5)、耦合器B (6)、耦合器C (7)、耦合器D (8)、5路光放大电路(9)、数据采集器(10)、CHl端口(15)、CH2端口(14)、CH3端口(13)、CH4端口(12)和RJ45以太网口( 16);其特征在于，该装置还包括AC220V端口( 17)和显不器(18)； 可调谐DFB光源(I)的光信号输出端与1X2光分路器(2)的光信号输入端相连,1X2光分路器(2)第一光信号输出端与F-P标准具(3)的光信号输入端连接，1X2光分路器(2)第二光信号输出端与1X4光分路器(4)的光信号输入端连接； 1X4光分路器(4)的第一个光信号输出端连接稱合器A (5)的光信号的输入端,I禹合器A (5)的光信号输入输出端连接CHl端口(15)的光信号输入输出端,I禹合器A (5)的光信号输出端连接5路光放大电路(9)第一个光信号输入端； 1X4光分路器(4)的第二个光信号输出端连接稱合器B (6)的光信号的输入端,I禹合器B (6)的光信号输入输出端连接CH2端口(14)的光信号输入输出端,I禹合器B (6)的光信号输出端连接5路光放大电路(9)第二个光信号输入端； IX4光分路器(4)的第三个光信号输出端连接稱合器C (7)的光信号的输入端,I禹合器C (7)的光信号输入输出端连接CH3端口(13)的光信号输入输出端,I禹合器C (7)的光信号输出端连接5路光放大电路(9)第三个光信号输入端； 1X4光分路器(4)的第四个光信号输出端连接I禹合器D (8)的光信号的输入端,I禹合器D (8)的光信号输入输出端连接CH4端口(12)的光信号输入输出端,I禹合器D (8)的光信号输出端连接5路光放大电路(9)的第四个光信号输入端； F-P标准具(3)的光信号输入端连接5路光放大电路(9)的第五个光信号输入端； 5路光放大电路(9)电信号输出端与数据采集器(10)的电信号采集输入端连接，数据采集器(10)的以太网通信端口与RJ45以太网口( 16)连接，数据采集器(10)的数据信号输出端与显示器(18)的显示数据输入端连接； AC220V端口的电源信号输出端同时连接显示器(18)的电源信号输入端、数据采集器(10)的电源信号输入端、5路光放大电路(9)的电源信号输入端和、可调谐DFB光源(I)的电源信号输入端； 所述耦合器A (5)、耦合器B (6)、耦合器C (7)和耦合器D (8)均采用单模光纤耦合器。
2.根据权利要求1所述的一种可视化的分布式FBG传感解调装置，其特征在于，它还包括端 口 台(11 )，用于安装 CHl 端口( 15)、CH2 端口( 14)、CH3 端口( 13)和 CH4 端口( 12)、RJ45 以太网口(16)和 AC220V 端口(17)。
【文档编号】G01D5/26GK203687964SQ201320823258
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】李乔艺, 熊燕玲, 余晟佐, 李守铎, 梁欢, 任乃奎 申请人:哈尔滨理工大学