一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统的制作方法

文档序号:22672466发布日期:2020-10-28 12:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述监测系统由光纤环形器(1)、宽带光源(2)、信号分析处理单元(3)和单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)组成;所述宽带光源(2)、所述信号分析处理单元(3)和所述单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)分别通过单模光纤与所述光纤环形器(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述信号分析处理单元(3)由光功率放大器(301)、波长解复用器(302)、光电探测器阵列(303)和数据采集单元(304)组成;所述光功率放大器(301)一端通过单模光纤与所述光纤环形器(1)连接,另一端与所述波长解复用器(302)连接,所述波长解复用器(302)通过多路单模光纤与所述光电探测器阵列(303)连接,所述光电探测器阵列(303)通过导线(305)与所述数据采集单元(304)连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)包含若干个单模-多模-单模结构光纤传感器,所述单模-多模-单模结构光纤传感器由光纤耦合器(401)、空心管(402)、多模光纤(403)和光纤布拉格光栅(404)组成,所述多模光纤(403)缠绕在所述空心管(402)上,所述多模光纤(403)两端通过单模光纤分别与所述光纤耦合器(401)和所述光纤布拉格光栅(404)连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)是将各个单模-多模-单模结构光纤传感器中的光纤耦合器(401)通过单模光纤相互串联连接而成。

5.根据权利要求4所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)中的单模-多模-单模结构光纤传感器的数量为2~9999个。

6.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)中多模光纤(403)与单模光纤用熔接机将端面切平后再进行熔接。

7.根据权利要求3所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于:所述单模-多模-单模结构光纤传感单元(4)包含的每一个单模-多模-单模结构光纤传感器中的光纤布拉格光栅(404)具有不同的中心波长。

8.根据权利要求3~7中任意一项权利要求所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,其特征在于,所述监测系统的具体监测方法为:当单模-多模-单模结构光纤传感器接收到探测信号时,空心管(402)发生形变,带动缠绕在所述空心管(402)上的多模光纤(403)发生形变,所述多模光纤(403)中各个模式的传输特性发生变化,导致各个模式干涉效应发生变化,从而导致单模光纤输出的光强发生变化,经波长解复用器(302)传输到光电探测器阵列(303),所述光电探测器阵列(303)中相应的光电探测器根据波长对应相应的声学/振动传感器,最后将所有信号传输至信号采集单元进行处理,实现环境声学/振动信号的监测。


技术总结
本发明提供了一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统,由光纤环形器、宽带光源、信号分析处理单元和单模‑多模‑单模结构光纤传感单元组成;所述宽带光源、信号分析处理单元和单模‑多模‑单模结构光纤传感单元分别通过单模光纤与光纤环形器连接。所述单模‑多模‑单模结构光纤传感单元包含若干个单模‑多模‑单模结构光纤传感器,所述单模‑多模‑单模结构光纤传感器由光纤耦合器、空心管、多模光纤和光纤布拉格光栅组成,多模光纤缠绕在空心管上,多模光纤两端通过单模光纤分别与光纤耦合器和光纤布拉格光栅连接。本发明提供的监测系统可以实现对声学/振动等微弱信号的监测,且具有成本低、灵敏度高、抗干扰能力强及可靠性高等优点。

技术研发人员:吴强;庞毅能;罗薇;刘彬;刘娟;万生鹏;吴涛;何兴道
受保护的技术使用者:南昌航空大学
技术研发日:2020.07.31
技术公布日:2020.10.27
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