基于atca的光纖振動傳感系統(tǒng)及光纖振動檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)及光纖振動檢測裝置，其中，系統(tǒng)包括：基于ATCA平臺的機(jī)箱、第一光處理板卡、第二光處理板卡、信號處理板卡、信號交換板卡和中央處理板卡，第一光處理板卡通過內(nèi)嵌的第一接口轉(zhuǎn)接板與第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接，產(chǎn)生激光光源并進(jìn)行調(diào)制和放大，第二光處理板卡通過內(nèi)嵌的第二接口轉(zhuǎn)接板與第二光處理板卡的機(jī)箱插槽的連接，將第一光處理板輸出的光源信號發(fā)送到系統(tǒng)外部并將返回的光源信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。信號處理板卡分析模擬信號對振動事件識別和定位，中央處理板卡根據(jù)識別和定位的振動事件進(jìn)行相應(yīng)處理。利用本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)硬件在ATCA平臺中搭建檢測系統(tǒng)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署的資源和空間成本。
【專利說明】基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)及光纖振動檢測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)ATCA處理器刀片的擴(kuò)展設(shè)備，特別是涉及一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)及光纖振動檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的光纖傳感系統(tǒng)，作用于光纖上的外界擾動信號，根據(jù)光彈效應(yīng)，引起光纖中傳輸光的相位變化，通過干涉方法，獲得包含外界擾動信息的兩路干涉光干涉信號。對干涉信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理，得到包含外界擾動信息的數(shù)字信號。通常，在監(jiān)控方設(shè)置服務(wù)器以對得到的光干涉信號、數(shù)字信號等進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)光纖傳感振源的檢測。但是，這種系統(tǒng)所用的服務(wù)器通常使用盒式架構(gòu)。依靠網(wǎng)絡(luò)處理器的處理能力，把控制和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能用軟件來實(shí)現(xiàn)。
[0003]此技術(shù)硬件設(shè)計(jì)簡單，因?yàn)闄C(jī)箱面板卡面積小，很難提供較多的外部接口。其設(shè)備內(nèi)部也沒有足夠的空間，使其散熱性能低、抗惡劣環(huán)境能力差，不適合在大型而密集的機(jī)房部署。
[0004]ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture)標(biāo)準(zhǔn)即先進(jìn)的電信計(jì)算平臺，它脫胎于在電信、航天、工業(yè)控制、醫(yī)療器械、智能交通、軍事裝備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的新一代主流工業(yè)計(jì)算技術(shù)一CompactPCI標(biāo)準(zhǔn)。是為下一代融合通信及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供的一個(gè)高性價(jià)比的，基于模塊化結(jié)構(gòu)的、兼容的、并可擴(kuò)展的硬件構(gòu)架。ATCA是一種全開放、可互操作的電信工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用了全新的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這一新標(biāo)準(zhǔn)有助于電信設(shè)備制造商滿足運(yùn)營商日益苛刻的要求。ATCA在背板結(jié)構(gòu)、散熱、可靠性以及開放性方面有獨(dú)特的創(chuàng)新。因此，將光纖振動傳感服務(wù)器基于ATCA進(jìn)行整合，從而使得搭建的服務(wù)器性能穩(wěn)定、且節(jié)省成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)及光纖振動檢測裝置，將光纖振動傳感服務(wù)器基于ATCA進(jìn)行整合。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:基于高級通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)ATCA平臺的機(jī)箱，包括背板以及設(shè)置于所述背板上的第一光處理板卡、第二光處理板卡、信號處理板卡、信號交換板卡和中央處理板卡的機(jī)箱插槽，所述背板包括連接所述機(jī)箱插槽的數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路；信號交換板卡，與所述信號交換板卡的機(jī)箱插槽連接，用于通過所述數(shù)據(jù)交換線路和所述控制交換線路進(jìn)行信號與指令的交互傳輸；第一光處理板卡，通過內(nèi)嵌的第一接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述第一光處理板卡用于產(chǎn)生激光光源，并將所述激光光源進(jìn)行調(diào)制以及將經(jīng)過調(diào)制后的光源信號放大；第二光處理板卡，通過內(nèi)嵌的第二接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽的連接；所述第二光處理板卡用于獲取經(jīng)過所述第一光處理板卡放大的光源信號，并對所述光源信號進(jìn)行放大后發(fā)送到系統(tǒng)外部，以及將返回的光源信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；信號處理板卡，與所述信號處理板卡的機(jī)箱插槽連接，用于采集所述第二光處理板卡產(chǎn)生的模擬信號，并對所述模擬信號進(jìn)行分析以對振動事件進(jìn)行識別和定位；以及中央處理板卡，與所述中央處理板卡的機(jī)箱插槽連接，用于獲取所述信號處理板卡識別和定位的振動事件，并進(jìn)行相應(yīng)處理。
[0007]其中，所述第一光處理板卡包括激光器、驅(qū)動器、調(diào)制器與光纖放大器；所述激光器用于發(fā)射激光以產(chǎn)生光源信號，所述驅(qū)動器用于驅(qū)動所述調(diào)制器對所述光源信號進(jìn)行調(diào)制處理，所述光纖放大器用于將經(jīng)過所述調(diào)制器處理的光源信號放大。
[0008]其中，所述第二光處理板卡包括拉曼放大器、光電探測器、第一光耦合器以及波分復(fù)用器；所述波分復(fù)用器用于接收所述第一光處理板卡輸出的光源信號，所述拉曼放大器作用于所述波分復(fù)用器以放大所述光源信號，并傳輸?shù)较到y(tǒng)外部；所述波分復(fù)用器還接收返回的光源信號，所述第一光耦合器將所述波分復(fù)用器接收到的返回的光源信號分為兩束，所述光電探測器將所述兩束光源信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以及正交解調(diào)處理以輸出模擬信號。
[0009]其中，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第一光處理板卡包括激光器、驅(qū)動器、調(diào)制器與光纖放大器，所述第一接口轉(zhuǎn)接板包括第一接口轉(zhuǎn)接子板與第二接口轉(zhuǎn)接子板；所述電源經(jīng)過第一電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述激光器供電，所述激光器通過所述第一接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述電源經(jīng)過第二電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述調(diào)制器供電；所述電源經(jīng)過第三電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光纖放大器供電，所述光纖放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述中央處理板卡通過所述數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路分別連接到所述第一、二接口轉(zhuǎn)接子板，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，相應(yīng)地控制所述激光器以及所述光纖放大器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
[0010]其中，所述光纖放大器為摻鉺光纖放大器。
[0011]其中，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第二光處理板卡包括拉曼放大器、光電探測器、第一光耦合器以及波分復(fù)用器；所述電源經(jīng)過第四電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述拉曼放大器供電，所述拉曼放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接板與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述中央處理板卡通過所述數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路連接到所述第二接口轉(zhuǎn)接板，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制所述拉曼放大器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；所述電源還經(jīng)過第五電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光電探測器供電。
[0012]其中，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述信號處理板卡包括CPCI總線接口，所述CPCI總線接口通過第三接口轉(zhuǎn)接板將CPCI總線接口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述信號處理板卡的機(jī)箱插槽連接，所述電源經(jīng)過第六電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換為所述信號處理板卡供電。
[0013]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于ATCA的光纖振動檢測裝置，所述裝置包括:基于高級通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)ATCA平臺的機(jī)箱，包括背板以及設(shè)置于所述背板上的第一光處理板卡和第二光處理板卡的機(jī)箱插槽，所述背板包括連接所述機(jī)箱插槽的數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路；第一光處理板卡，通過內(nèi)嵌的第一接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述第一光處理板卡用于產(chǎn)生激光光源，并將所述激光光源進(jìn)行調(diào)制以及將經(jīng)過調(diào)制后的光源信號放大；以及第二光處理板卡，通過內(nèi)嵌的第二接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽的連接；所述第二光處理板卡用于獲取經(jīng)過所述第一光處理板卡放大的光源信號，并對所述光源信號進(jìn)行放大后發(fā)送到系統(tǒng)外部，以及將返回的光源信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。
[0014]其中，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第一光處理板卡包括激光器、驅(qū)動器、調(diào)制器與光纖放大器，所述第一接口轉(zhuǎn)接板包括第一接口轉(zhuǎn)接子板與第二接口轉(zhuǎn)接子板；所述電源經(jīng)過第一電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述激光器供電，所述激光器通過所述第一接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述電源經(jīng)過第二電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述調(diào)制器供電；所述電源經(jīng)過第三電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光纖放大器供電，所述光纖放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接。
[0015]其中，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第二光處理板卡包括拉曼放大器、光電探測器、第一光耦合器以及波分復(fù)用器；所述電源經(jīng)過第四電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述拉曼放大器供電，所述拉曼放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接板與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述中央處理板卡通過所述數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路連接到所述第二接口轉(zhuǎn)接板，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制所述拉曼放大器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；所述電源還經(jīng)過第五電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光電探測器供電。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明將信號交換板卡、第一光處理板卡、第二光處理板卡、信號處理板卡以及中央處理板卡設(shè)置在ATCA平臺內(nèi)，并與ATCA平臺提供的機(jī)箱插槽對應(yīng)連接，其中，第一光處理板卡與第二光處理板卡能夠?qū)崿F(xiàn)光纖振動檢測功能，并輸出相應(yīng)的模擬信號；該信號處理板卡能夠通過ATCA平臺提供的數(shù)據(jù)交換線路獲取該模擬信號進(jìn)行振動事件的識別與定位，并由該中央處理板卡通過ATCA平臺提供的數(shù)據(jù)交換線路獲取該信號處理板卡的識別與定位結(jié)果，以進(jìn)行相應(yīng)的處理。從而利用硬件在ATCA平臺中搭建檢測系統(tǒng)，滿足了當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的需求，并節(jié)省網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署的資源和空間成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是圖1所示的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)中的信號處理板卡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式中一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)中的第一光處理板卡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是圖3所示的第一光處理板卡中的激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是圖3所示的第一光處理板卡中的調(diào)制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是圖3所示的第一光處理板卡中的光纖放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7是本發(fā)明實(shí)施方式中一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)中的第二光處理板卡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8是圖7所示的第二光處理板卡中的拉曼放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖9是圖7所示的第二光處理板卡中的光電探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖10是本發(fā)明實(shí)施方式中一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)的工作原理示意圖。
[0027]元件標(biāo)號:
[0028]系統(tǒng)10
[0029]機(jī)箱11
[0030]背板110
[0031]信號交換板卡12
[0032]第一光處理板卡13
[0033]激光器130
[0034]驅(qū)動器131
[0035]調(diào)制器132
[0036]光纖放大器133
[0037]第一接口轉(zhuǎn)接板134
[0038]第一接口轉(zhuǎn)接子板1340
[0039]第二接口轉(zhuǎn)接子板1341
[0040]第一電源轉(zhuǎn)換電路135
[0041]第二電源轉(zhuǎn)換電路136
[0042]第三電源轉(zhuǎn)換電路137
[0043]可調(diào)衰減器138
[0044]盤纖盒139
[0045]第二光處理板卡14
[0046]第一光耦合器140
[0047]波分復(fù)用器141
[0048]拉曼放大器142
[0049]第二光耦合器143
[0050]光電探測器144
[0051]第二接口轉(zhuǎn)接板145
[0052]第四電源轉(zhuǎn)換電路146
[0053]第五電源轉(zhuǎn)換電路147
[0054]電源轉(zhuǎn)換子模塊1471、1472、1473
[0055]盤纖盒148
[0056]信號處理板卡15
[0057]CPCI 總線接口150
[0058]第三接口轉(zhuǎn)接板151
[0059]第六電源轉(zhuǎn)換電路152
[0060]中央處理板卡16
【具體實(shí)施方式】
[0061]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0062]請參閱圖1，為本發(fā)明實(shí)施方式中一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)10包括基于高級通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)ATCA平臺的機(jī)箱11、信號交換板卡12、第一光處理板卡13、第二光處理板卡14、信號處理板卡15、中央處理板卡16、第一接口轉(zhuǎn)接板134以及第二接口轉(zhuǎn)接板145。
[0063]該基于ATCA平臺的機(jī)箱11包括背板110以及設(shè)置于該背板110上的第一光處理板卡、第二光處理板卡、信號處理板卡、信號交換板卡和中央處理板卡的機(jī)箱插槽，該背板110包括連接機(jī)箱插槽的數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路。
[0064]進(jìn)一步地，該機(jī)箱11還包括電源、風(fēng)扇。
[0065]該信號交換板卡12與該信號交換板卡的機(jī)箱插槽連接，用于通過該數(shù)據(jù)交換線路和該控制交換線路進(jìn)行信號與指令的交互傳輸。
[0066]該第一光處理板卡13通過該內(nèi)嵌的第一接口轉(zhuǎn)接板134將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與該第一光處理板卡的機(jī)箱插槽，該第一光處理板卡13用于產(chǎn)生激光光源，并將該激光光源進(jìn)行調(diào)制以及將經(jīng)過調(diào)制后的光源信號放大。
[0067]該第二光處理板卡14通過該內(nèi)嵌的第二接口轉(zhuǎn)接板145將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與該第二光處理板卡的機(jī)箱插槽連接，該第二光處理板卡14用于獲取經(jīng)過該第一光處理板卡13放大的光源信號，并對該光源信號進(jìn)行放大后發(fā)送到系統(tǒng)10外部，以及將返回的光源信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。
[0068]該信號處理板卡15與該信號處理板卡的機(jī)箱插槽連接，用于采集該第二光處理板卡14產(chǎn)生的模擬信號，并對該模擬信號進(jìn)行分析以對振動事件進(jìn)行識別和定位。
[0069]該中央處理板卡16與該中央處理板卡的機(jī)箱插槽連接,用于獲取該信號處理板卡15識別和定位的振動事件，并進(jìn)行相應(yīng)處理。
[0070]該機(jī)箱11所提供的機(jī)箱插槽被劃分為Z0NE1、Z0NE2和Z0NE3。
[0071]請參閱圖2，為該基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)中的信號處理板卡的結(jié)構(gòu)示意圖。該信號處理板卡15包括CPCI總線接口 150，該CPCI總線接口 150通過該第三接口轉(zhuǎn)接板151與該信號處理板卡的機(jī)箱插槽連接，該機(jī)箱11的電源經(jīng)過該第六電源轉(zhuǎn)換電路152的電壓轉(zhuǎn)換為該信號處理板卡15供電。其中，該第三接口轉(zhuǎn)接板151具有將CPCI總線接口 150轉(zhuǎn)換為與該信號處理板卡的機(jī)箱插槽結(jié)構(gòu)匹配的網(wǎng)口的功能。
[0072]進(jìn)一步地，該信號處理板卡15還包括I路DA以及3路TTL，均與該機(jī)箱11的Z0NE3連接。該信號處理板卡15的網(wǎng)口通過Z0NE2轉(zhuǎn)接到ATCA背板上，該機(jī)箱11的電源通過ZONEl并經(jīng)由該第六電源轉(zhuǎn)換電路152的電壓轉(zhuǎn)換為該信號處理板卡15供電，具體地，該第六電源轉(zhuǎn)換電路152將該機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為5V，為該信號處理板卡15供電。
[0073]請參閱圖3,為該基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)中的第一光處理板卡的結(jié)構(gòu)不意圖。該第一光處理板卡13包括激光器130、驅(qū)動器131、調(diào)制器132、光纖放大器133、可調(diào)衰減器138以及盤纖盒139。
[0074]請同時(shí)參閱圖4，該第一接口轉(zhuǎn)接板134包括第一接口轉(zhuǎn)接子板1340以及第二接口轉(zhuǎn)接子板1341，該機(jī)箱11的電源經(jīng)過第一電源轉(zhuǎn)換電路135的電壓轉(zhuǎn)換對該激光器130供電，該激光器130通過該第一接口轉(zhuǎn)接子板1340與該第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接。具體地，該激光器130的網(wǎng)口通過ZONE2轉(zhuǎn)接到ATCA背板110上，該機(jī)箱11的電源通過ZONEl并經(jīng)由該第一電源轉(zhuǎn)換電路135的電壓轉(zhuǎn)換為該激光器130供電。其中，該第一電源轉(zhuǎn)換電路135將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為5V，為該激光器130供電。該中央處理板卡16通過該數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路經(jīng)由Z0NE2連接到該第一接口轉(zhuǎn)接子板1340，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制該激光器130發(fā)出激光。
[0075]請同時(shí)參閱圖5，該機(jī)箱11的電源經(jīng)過該第二電源轉(zhuǎn)換電路136的電壓轉(zhuǎn)換對該調(diào)制器132供電。具體地，該機(jī)箱11的電源通過ZONEl并經(jīng)由該第二電源轉(zhuǎn)換電路136的電壓轉(zhuǎn)換為該調(diào)制器132供電。其中，該第二電源轉(zhuǎn)換電路136將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為24V。
[0076]請同時(shí)參閱圖6，該機(jī)箱11的電源經(jīng)過該第三電源轉(zhuǎn)換電路137的電壓轉(zhuǎn)換對該光纖放大器133供電,該光纖放大器133通過該第二接口轉(zhuǎn)接子板1341與該第一光處理板卡的機(jī)箱插槽的連接。具體地，該光纖放大器133的網(wǎng)口通過Z0NE2轉(zhuǎn)接到ATCA背板110上，該機(jī)箱11的電源通過ZONEl并經(jīng)由該第三電源轉(zhuǎn)換電路137的電壓轉(zhuǎn)換為該光纖放大器133供電。其中，該第三電源轉(zhuǎn)換電路137將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為5V。該中央處理板卡16通過該數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路經(jīng)由Z0NE2連接到該第二接口轉(zhuǎn)接子板1341，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制該光纖放大器133工作。在本實(shí)施方式中，該光纖放大器133為摻鉺光纖放大器(EDFA)。
[0077]請參閱圖7，為該基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)中的第二光處理板卡的結(jié)構(gòu)示意圖。該第二光處理板卡14包括第一光稱合器140、波分復(fù)用器141、拉曼放大器142、第二光耦合器143、光電探測器144以及盤纖盒148。其中，該第一光耦合器140與第二光耦合器141可以是分束器或者分光器。
[0078]請同時(shí)參閱圖8，該機(jī)箱11的電源經(jīng)過該第四電源轉(zhuǎn)換電路146的電壓轉(zhuǎn)換對該拉曼放大器142供電，該拉曼放大器142通過該第二接口轉(zhuǎn)接板145與該第二光處理板卡的機(jī)箱插槽連接。具體地，該拉曼放大器142的網(wǎng)口通過Z0NE2轉(zhuǎn)接到ATCA背板110上，該機(jī)箱11的電源通過ZONEl并經(jīng)由該第四電源轉(zhuǎn)換電路146的電壓轉(zhuǎn)換為該拉曼放大器142供電。其中，該第四電源轉(zhuǎn)換電路146將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為5V。該中央處理板卡16通過該數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路由Z0NE2連接到該第二接口轉(zhuǎn)接板145，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制該拉曼放大器142工作。
[0079]請同時(shí)參閱圖9，該機(jī)箱11的電源經(jīng)過該第五電源轉(zhuǎn)換電路147的電壓轉(zhuǎn)換對該光電探測器144供電。具體地，該機(jī)箱11的電源通過ZONEl并經(jīng)由該第五電源轉(zhuǎn)換電路147為該光電探測器144供電，其中，該第五電源轉(zhuǎn)換電路147包括三個(gè)電源轉(zhuǎn)換子模塊1471、1472和1473，電源轉(zhuǎn)換子模塊1471用于將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為5V，電源轉(zhuǎn)換子模塊1472用于將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為-5V，電源轉(zhuǎn)換子模塊1473用于將機(jī)箱11的電源提供的電壓由-48V轉(zhuǎn)換為48V。
[0080]請參閱圖10,為該基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)的工作原理不意圖。該激光器130發(fā)射激光以產(chǎn)生光源信號，其中，該激光器130接收該信號處理板卡15發(fā)送的模擬信號以確保所發(fā)出的激光波長固定不變。該激光器130發(fā)出的光源信號通過光纖進(jìn)行傳輸以輸送到該可調(diào)衰減器138，其中，該激光器130與該可調(diào)衰減器138之間的多余光纖纏繞在盤纖盒139中。該可調(diào)衰減器138用于衰減預(yù)定范圍內(nèi)的光源信號，該驅(qū)動器131接收該信號處理板卡15發(fā)出的TTL開關(guān)電平信號以驅(qū)動該調(diào)制器132對經(jīng)過該可調(diào)衰減器138衰減后的光源信號進(jìn)行調(diào)制處理。同樣地，該調(diào)制器132發(fā)出的光源信號通過光纖進(jìn)行傳輸以輸送到該光纖放大器133,該調(diào)制器132與該光纖放大器133之間的多余光纖纏繞在盤纖盒139中。該光纖放大器133對經(jīng)過該調(diào)制器132處理的光源信號再次進(jìn)行放大，以放大該光源信號的功率從而提高信號傳輸距離。該經(jīng)過光纖放大器133放大的光源信號通過光纖進(jìn)行傳輸以輸送到該波分復(fù)用器141，并通過該波分復(fù)用器141傳輸?shù)较到y(tǒng)10外部。進(jìn)一步地，該拉曼放大器142作用于該波分復(fù)用器141以放大該光源信號，并傳輸?shù)较到y(tǒng)10外部。傳輸?shù)较到y(tǒng)10外部的光源信號在發(fā)生振動事件時(shí)會被振源物體反射并傳輸回系統(tǒng)10，該波分復(fù)用器141接收返回的光源信號。該第一光耦合器140將該波分復(fù)用器141接收到的返回的光源信號分為兩束，該光電探測器144將該兩束光源信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換與正交調(diào)解，從而輸出模擬信號。
[0081]其中，該波分復(fù)用器141能夠通過同一根光纖將第一光耦合器140發(fā)出的子光源信號傳輸?shù)较到y(tǒng)外部，以及接收從系統(tǒng)外部返回的光源信號。該拉曼放大器142直接作用在該波分復(fù)用器141上，將經(jīng)過該波分復(fù)用器141的子光源信號進(jìn)行放大后再傳輸?shù)较到y(tǒng)外部，從而增加光源信號的傳輸距離，以相應(yīng)地增加檢測距離。
[0082]在本實(shí)施方式中，該經(jīng)過光纖放大器133放大的光源信號通過光纖進(jìn)行傳輸,并首先輸送到第二光稱合器143,并由該第二光稱合器143將該光纖放大器133放大的光源信號分劃分為第一束子光源信號和第二束子光源信號。該第二光處理板卡14上同時(shí)設(shè)置兩條光源信號處理電路，每條光源信號處理電路均由光波復(fù)用器141、第一光耦合器140以及光電探測器144組成。該第一束子光源信號與第二束子光源信號分別經(jīng)過兩條光源信號處理電路，并如上所述將光源信號傳輸?shù)较到y(tǒng)外部，以及接收返回至系統(tǒng)的光源信號并輸出相應(yīng)的模擬信號。
[0083]本發(fā)明提供的一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng)及光纖振動檢測裝置，將信號交換板卡、第一光處理板卡、第二光處理板卡、信號處理板卡以及中央處理板卡設(shè)置在ATCA平臺內(nèi)，并與ATCA平臺提供的機(jī)箱插槽對應(yīng)連接，其中，第一光處理板卡與第二光處理板卡能夠?qū)崿F(xiàn)光纖振動檢測功能，并輸出相應(yīng)的模擬信號；該信號處理板卡能夠通過ATCA平臺提供的數(shù)據(jù)交換線路獲取該模擬信號進(jìn)行振動事件的識別與定位，并由該中央處理板卡通過ATCA平臺提供的數(shù)據(jù)交換線路獲取該信號處理板卡的識別與定位結(jié)果，以進(jìn)行相應(yīng)的處理。從而利用硬件在ATCA平臺中搭建檢測系統(tǒng)，滿足了當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的需求，并節(jié)省網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署的資源和空間成本。
[0084]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括: 基于高級通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)ATCA平臺的機(jī)箱，包括背板以及設(shè)置于所述背板上的第一光處理板卡、第二光處理板卡、信號處理板卡、信號交換板卡和中央處理板卡的機(jī)箱插槽，所述背板包括連接所述機(jī)箱插槽的數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路； 信號交換板卡，與所述信號交換板卡的機(jī)箱插槽連接，用于通過所述數(shù)據(jù)交換線路和所述控制交換線路進(jìn)行信號與指令的交互傳輸； 第一光處理板卡，通過內(nèi)嵌的第一接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述第一光處理板卡用于產(chǎn)生激光光源，并將所述激光光源進(jìn)行調(diào)制以及將經(jīng)過調(diào)制后的光源信號放大； 第二光處理板卡，通過內(nèi)嵌的第二接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽的連接；所述第二光處理板卡用于獲取經(jīng)過所述第一光處理板卡放大的光源信號，并對所述光源信號進(jìn)行放大后發(fā)送到系統(tǒng)外部，以及將返回的光源信號轉(zhuǎn)換為模擬信號； 信號處理板卡，與所述信號處理板卡的機(jī)箱插槽連接，用于采集所述第二光處理板卡產(chǎn)生的模擬信號，并對所述模擬信號進(jìn)行分析以對振動事件進(jìn)行識別和定位；以及 中央處理板卡，與所述中央處理板卡的機(jī)箱插槽連接，用于獲取所述信號處理板卡識別和定位的振動事件，并進(jìn)行相應(yīng)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于,所述第一光處理板卡包括激光器、驅(qū)動器、調(diào)制器與光纖放大器；所述激光器用于發(fā)射激光以產(chǎn)生光源信號，所述驅(qū)動器用于驅(qū)動所述調(diào)制器對所述光源信號進(jìn)行調(diào)制處理，所述光纖放大器用于將經(jīng)過所述調(diào)制器處理的光源信號放大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于,所述第二光處理板卡包括拉曼放大器、光電探測器、第一光耦合器以及波分復(fù)用器；所述波分復(fù)用器用于接收所述第一光處理板卡輸出的光源信號，所述拉曼放大器作用于所述波分復(fù)用器以放大所述光源信號，并傳輸?shù)较到y(tǒng)外部；所述波分復(fù)用器還接收返回的光源信號，所述第一光耦合器將所述波分復(fù)用器接收到的返回的光源信號分為兩束，所述光電探測器將所述兩束光源信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以及正交解調(diào)處理以輸出模擬信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第一光處理板卡包括激光器、驅(qū)動器、調(diào)制器與光纖放大器，所述第一接口轉(zhuǎn)接板包括第一接口轉(zhuǎn)接子板與第二接口轉(zhuǎn)接子板；所述電源經(jīng)過第一電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述激光器供電，所述激光器通過所述第一接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述電源經(jīng)過第二電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述調(diào)制器供電；所述電源經(jīng)過第三電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光纖放大器供電，所述光纖放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述中央處理板卡通過所述數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路分別連接到所述第一、二接口轉(zhuǎn)接子板，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，相應(yīng)地控制所述激光器以及所述光纖放大器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于,所述光纖放大器為摻鉺光纖放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第二光處理板卡包括拉曼放大器、光電探測器、第一光耦合器以及波分復(fù)用器；所述電源經(jīng)過第四電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述拉曼放大器供電，所述拉曼放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接板與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述中央處理板卡通過所述數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路連接到所述第二接口轉(zhuǎn)接板，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制所述拉曼放大器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；所述電源還經(jīng)過第五電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光電探測器供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ATCA的光纖振動傳感系統(tǒng),其特征在于，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述信號處理板卡包括CPCI總線接口，所述CPCI總線接口通過第三接口轉(zhuǎn)接板將CPCI總線接口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述信號處理板卡的機(jī)箱插槽連接，所述電源經(jīng)過第六電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換為所述信號處理板卡供電。
8.一種基于ATCA的光纖振動檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括: 基于高級通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)ATCA平臺的機(jī)箱，包括背板以及設(shè)置于所述背板上的第一光處理板卡和第二光處理板卡的機(jī)箱插槽，所述背板包括連接所述機(jī)箱插槽的數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路； 第一光處理板卡及第一接口轉(zhuǎn)接板，所述第一光處理板卡通過所述第一接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述第一光處理板卡用于產(chǎn)生激光光源，并將所述激光光源進(jìn)行調(diào)制以及將經(jīng)過調(diào)制后的光源信號放大；以及 第二光處理板卡，及第二接口轉(zhuǎn)接板，所述第二光處理板卡通過所述第二接口轉(zhuǎn)接板將串口轉(zhuǎn)換為網(wǎng)口以與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽的連接；所述第二光處理板卡用于獲取經(jīng)過所述第一光處理板卡放大的光源信號，并對所述光源信號進(jìn)行放大后發(fā)送到系統(tǒng)外部，以及將返回的光源信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于ATCA的光纖振動檢測裝置，其特征在于，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第一光處理板卡包括激光器、驅(qū)動器、調(diào)制器與光纖放大器，所述第一接口轉(zhuǎn)接板包括第一接口轉(zhuǎn)接子板與第二接口轉(zhuǎn)接子板；所述電源經(jīng)過第一電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述激光器供電，所述激光器通過所述第一接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述電源經(jīng)過第二電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述調(diào)制器供電；所述電源經(jīng)過第三電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光纖放大器供電，所述光纖放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接子板與所述第一光處理板卡的機(jī)箱插槽連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于ATCA的光纖振動檢測裝置，其特征在于，所述基于ATCA平臺的機(jī)箱還包括電源，所述第二光處理板卡包括拉曼放大器、光電探測器、第一光耦合器以及波分復(fù)用器；所述電源經(jīng)過第四電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述拉曼放大器供電，所述拉曼放大器通過所述第二接口轉(zhuǎn)接板與所述第二光處理板卡的機(jī)箱插槽連接；所述中央處理板卡通過所述數(shù)據(jù)交換線路和控制交換線路連接到所述第二接口轉(zhuǎn)接板，以將網(wǎng)口信號轉(zhuǎn)換為串口信號，控制所述拉曼放大器實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；所述電源還經(jīng)過第五電源轉(zhuǎn)換電路的電壓轉(zhuǎn)換對所述光電探測器供電。
【文檔編號】G01H9/00GK104296857SQ201410535888
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】曲洪權(quán), 劉博宇, 秦長偉 申請人:深圳艾瑞斯通技術(shù)有限公司