一种差分光纤光栅识别系统的制作方法

本实用新型涉及光纤编码识别技术领域，特别涉及一种差分光纤光栅识别系统。

背景技术：

传统的光纤光栅组合序列识别时，由于噪声存在无法消除问题，造成光纤光栅组合序列识别时精度不够，准确性也差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种差分光纤光栅识别系统，采用分光器技术进行差分，实现噪声消除，提高光纤光栅组合序列识别的精度和准确性。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种差分光纤光栅识别系统，包括光源、高速光开关、光波分流器、环形耦合器、光纤、光纤光栅组合序列、第一光电探测器、第二光电探测器和主控模块，所述光源的输出端通过光纤连接到高速光开关的输入端，所述高速光开关的输出端通过光纤连接到光波分流器的输入端，所述光波分流器的输出端通过光纤连接到环形耦合器的输入端，所述环形耦合器的输出端通过光纤连接到光纤光栅组合序列，所述环形耦合器与主控模块之间设置有第一光电探测器，所述光波分流器与主控模块之间设置有第二光电探测器，所述主控模块分别控制光源和高速光开关的开启以及关闭。

进一步地，所述光波分流器采用1：9的光纤分光器，所述光波分流器将10％分光输出到第二光电探测器，90％分光输出到环形耦合器。

进一步地，所述第一光电探测器和第二光电探测器均为光纤光栅解调仪。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用的一种差分光纤光栅识别系统，通过主控模块接收到第一光电探测器和第二光电探测器所采集的光波波长、能量、距离，并以第二光电探测器采集数据为基础，将两个光电探测器所采集数据进行差分计算，彻底解决光波基础噪声，实现光纤光栅组合序列的高精度、高准确性识别和测量。本系统采用光波分流器方式实现光纤光栅组合序列的差分识别，降低光波噪声，提高光纤光栅组合序列识别精度和准确性。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例所提供的整体结构示意图；

图中标号：1-光源；2-高速光开关；3-光波分流器4-环形耦合器；5-光纤；6-光纤光栅组合序列；7-第一光电探测器；8-第二光电探测器；9-主控模块。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提供了一种差分光纤光栅识别系统，包括光源1、高速光开关2、光波分流器3、环形耦合器4、光纤5、光纤光栅组合序列6、第一光电探测器7、第二光电探测器8和主控模块9，光源1的输出端通过光纤5连接到高速光开关2的输入端，高速光开关2的输出端通过光纤5连接到光波分流器3的输入端，光波分流器3的输出端通过光纤5连接到环形耦合器4的输入端，环形耦合器4的输出端通过光纤5连接到光纤光栅组合序列6，环形耦合器4与主控模块9之间设置有第一光电探测器7，光波分流器3与主控模块9之间设置有第二光电探测器8，主控模块9分别控制光源1和高速光开关2的开启以及关闭。

在本实施例中，光源1为系统提供光波输入，光源1通过光纤5连接到高速光开关2，为高速光开关2提供稳定的光波。另外，光源1通过电路连接至主控模块9，由主控模块9控制光源1的开启和关闭。

高速光开关2通过光纤5分别与光源1和光波分流器3相连。高速光开关2可实现高速开启和关闭，向光波分流器3输出超窄脉宽的光波，提高测量精度。同时，高速光开关2通过线路与主控模块9相连，由主控模块9控制高速光开关2的开启和关闭，实现超窄脉宽光的输出。

光波分流器3，实现输入光波的多路不同能量或者波长的输出。光波分流器3通过光纤5分别连接高速光开关2、环形耦合器4、第二光电探测器8。

环形耦合器4通过光纤5连接到光波分流器3，实现光波的环形耦合器4输入，然后输出到光纤5，光纤5反射光输入到环形耦合器4后输出到第一光电探测器7。

光纤光栅组合序列6由多个不同波长的光纤光栅组合而成的唯一光波组合编码，反射相对应波长的光波组合序列。

第一光电探测器7由多个光电感光器件及光波分离器构成，实现多个波长光波的独立能量测定。通过光纤5与环形耦合器4相连，实现光纤5反射光波的高速、连续采集，当光波射入对应的光纤光栅组合序列6反射后，第一光电探测器7将会对应长度的时间点采集到能量较高的能量。第一光电探测器7通过线路与主控模块9连接，实现主控模块9对第一光电探测器7的控制以及数据交互。

第二光电探测器8由多个光电感光器件及光波分离器构成，实现多个波长光波的独立能量测定。第二光电探测器8通过光纤5与光波分流器3相连，接收光波分流器3输出光波，实时记录光波的波长、能量以及采集时间，且第二光电探测器8与主控模块9进行实时数据交互。

主控模块9通过线路分别与光源1、高速光开关2、第一光电探测器7以及第二光电探测器8连接，实现对光源1、高速光开关2、第一光电探测器7以及光电探测器进行控制和数据交互。

进一步地，本实用新型的另一个实施例还提供了一种差分光纤5光栅识别系统，其中，光波分流器3采用1：9的光纤分光器，光波分流器3将10％分光输出到第二光电探测器8，90％分光输出到环形耦合器4。

在本实施例中，光波分流器3采用具有按照一定比例进行分光的光纤分光器，如3:7的光纤分光器、2:8的光纤分光器等，但优选采用1：9的光纤分光器，其中，10％分光输出到第二光电探测器8，作为差分系统的基础光波，而另外的90％分光则输出到环形耦合器4作为测量光。

进一步地，本实用新型的另一个实施例还提供了一种差分光纤5光栅识别系统，其中，第一光电探测器7和第二光电探测器8均为光纤5光栅解调仪。

在本实施例中，第一光电探测器7和第二光电探测器8均优选采用光纤5光栅解调仪。光纤5光栅解调仪具有光谱刷新速率快、工作稳定、抗干扰强、体积小、价格低的优点。

具体实施时，光波分流器3将高速光开关2输出的光波分为不同波段或者能量的光波，本实施例优选分为不同能量的光波，其中光波优选分为90％和10％的两路光波，90％光波输出到环形耦合器4进入系统对光纤光栅组合序列6进行识别，而10％光波输出到第二光电探测器8作为差分对比基础光波。

主控模块9按规则开启高速光开关2、第一光电探测器7以及第二光电探测器8，光源1发出的光波依次经高速光开关2和光波分流器3后，90％光波进入光纤5，光纤光栅组合序列6反射相对应波长的光波，经环形耦合器4射入第一光电探测器7，第一光电探测器7探测到光波的波长、能量以及接受时间，根据第一光电探测器7收光时间与高速光开关2开启时间的差异计算出光电探测器探测到的光波相对高速光开关2的距离。

高速光开关2光波经光波分流器3后，10％光波直接进入第二光电探测器8，第二光电探测器8探测到光波的波长、能量以及接受时间，根据第二光电探测器8收光时间与高速光开关2开启时间的差异计算出光电探测器探测到的光波相对高速光开关2的距离。

主控模块9接收到第一光电探测器7和第二光电探测器8所采集的光波波长、能量以及距离，并以第二光电探测器8采集数据为基础，主控模块9将两个光电探测器所采集数据进行差分计算以消除光波基础噪声，光波中的噪声消除后，光纤光栅组合序列6被识别时精度就会得到提高，测量的准确性也随之提高。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。