一種光纖光柵溫度檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種光纖光柵溫度檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)諧光纖Fabry-Perot濾波器(FFP)已廣泛應(yīng)用于傳感光柵的信號(hào)解調(diào)，其中，該濾波器可由Lorentz譜線形狀的帶通響應(yīng)描述,典型的3dB譜線寬為0.3納米,工作范圍為幾十個(gè)納米。
[0003]可調(diào)諧光纖Fabry-Perot腔由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)，且施加周期性的鋸齒波電壓信號(hào)用以改變腔長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)確定區(qū)域的波長(zhǎng)進(jìn)行周期性的濾波掃描。它可以對(duì)測(cè)量范圍內(nèi)各光纖Bragg光柵傳感元的波長(zhǎng)信息進(jìn)行依次查詢，而且將所測(cè)波長(zhǎng)信息與偏移前波長(zhǎng)信息進(jìn)行比較，得到各傳感元的波長(zhǎng)偏移量，利用偏移量與所測(cè)量值的變化關(guān)系，便可判斷對(duì)應(yīng)傳感元件所感測(cè)物理量變化的大小，達(dá)到解調(diào)的目的。
[0004]但采用FFP可調(diào)諧濾波器解調(diào)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)可解調(diào)的光信號(hào)的頻譜范圍小，不能滿足日益需要的大規(guī)模溫度傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種光纖光柵溫度檢測(cè)方法及裝置，用以解決現(xiàn)有光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)存在的解調(diào)光信號(hào)的頻譜范圍小等不足。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種光纖光柵溫度檢測(cè)方法，該方法包括以下步驟:
[0007]將設(shè)定光波段的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)合得到復(fù)合光信號(hào)；
[0008]將復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光纖光柵溫度傳感器得到中心波長(zhǎng)光信號(hào)；
[0009]利用AOTF聲光可調(diào)諧濾波器解調(diào)中心波長(zhǎng)光信號(hào)，得到解調(diào)的中心波長(zhǎng)的光信號(hào);
[0010]根據(jù)解調(diào)的中心波長(zhǎng)光信號(hào)得到光纖光柵溫度傳感器測(cè)量到的溫度。
[0011]優(yōu)選地，將設(shè)定波段的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)合得到復(fù)合光信號(hào)具體為:
[0012]選定具有C波段和L波段的多個(gè)光信號(hào)，將多個(gè)光信號(hào)復(fù)合得到復(fù)合光信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，將復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光纖光柵溫度傳感器得到中心波長(zhǎng)光信號(hào)具體為:
[0014]對(duì)復(fù)合光信號(hào)進(jìn)行通道切換；
[0015]將通道切換后的復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光纖光柵溫度傳感器，得到中心波長(zhǎng)光信號(hào)。
[0016]優(yōu)選地，利用AOTF聲光可調(diào)諧濾波器解調(diào)所述中心波長(zhǎng)光信號(hào)，得到解調(diào)的中心波長(zhǎng)光信號(hào)具體為:
[0017]利用射頻驅(qū)動(dòng)控制器輸出相應(yīng)頻率的電壓信號(hào)作用于AOTF聲光可調(diào)諧濾波器，AOTF聲光可調(diào)諧濾波器接收到所述電壓信號(hào)后發(fā)生衍射，解調(diào)出對(duì)應(yīng)的光纖光柵溫度傳感器的中心波長(zhǎng)光信號(hào)。
[0018]優(yōu)選地，根據(jù)解調(diào)的中心波長(zhǎng)光信號(hào)得到光纖光柵溫度傳感器測(cè)量到的溫度具體為:
[0019]將解調(diào)的中心波長(zhǎng)光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；
[0020]對(duì)電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和計(jì)算，得到光纖光柵溫度傳感器測(cè)量到的溫度。
[0021]本申請(qǐng)還提供了一種光纖光柵溫度檢測(cè)裝置，該裝置包括:
[0022]復(fù)合光源，用于提供設(shè)定光波段的多個(gè)光信號(hào)；
[0023]耦合器，用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行復(fù)合；
[0024]光環(huán)形器，用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的雙向傳輸；
[0025]光開(kāi)關(guān)，用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行通道切換；
[0026]光纖光柵溫度傳感器，用于感知光纖光柵監(jiān)測(cè)溫度信號(hào)；
[0027]AOTF聲光可調(diào)諧濾波器，用于接收射頻驅(qū)動(dòng)控制器輸出的相應(yīng)頻率的電壓信號(hào)發(fā)生衍射，解調(diào)出對(duì)應(yīng)的光纖光柵溫度傳感器的中心波長(zhǎng)光信號(hào)；
[0028]射頻驅(qū)動(dòng)控制器，用于輸出頻率可調(diào)的電壓信號(hào)以控制AOTF聲光可調(diào)諧濾波器；
[0029]光電轉(zhuǎn)換器，用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；
[0030]信號(hào)處理器，用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理，得到光纖光柵溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的溫度；
[0031]復(fù)合光源通過(guò)光纖和耦合器連接；耦合器通過(guò)光纖和光環(huán)形器連接；光環(huán)形器通過(guò)光纖分別與光開(kāi)關(guān)和AOTF聲光可調(diào)諧濾波器連接；光開(kāi)關(guān)通過(guò)光纖和光纖光柵溫度傳感器連接；光電轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理器連接；A0TF聲光可調(diào)諧濾波器和射頻驅(qū)動(dòng)控制器連接；A0TF聲光可調(diào)諧濾波器和光電轉(zhuǎn)換器連接。
[0032]優(yōu)選地，復(fù)合光源包括多個(gè)子光源，子光源的光信號(hào)的頻譜包括C波段和L波段。
[0033]優(yōu)選地，子光源為ASE寬帶光源。
[0034]優(yōu)選地,光開(kāi)關(guān)包括一個(gè)或多個(gè)傳輸窗口，傳輸窗口用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行通道切換。
[0035]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0036]上述技術(shù)方案中，通過(guò)復(fù)合光源提供設(shè)定波段(C波段和L波段)的光信號(hào)，擴(kuò)大了光信號(hào)的頻譜范圍；通過(guò)射頻驅(qū)動(dòng)控制器對(duì)AOTF聲光可調(diào)諧濾波器進(jìn)行調(diào)制，能夠從光纖光柵溫度傳感器返回的光信號(hào)中提取出對(duì)應(yīng)設(shè)定波段(C波段和L波段)的解調(diào)的中心波長(zhǎng)的光信號(hào)，提高了光信號(hào)頻譜的識(shí)別范圍，能夠滿足大規(guī)模溫度傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0037]附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0038]圖1為實(shí)施例1的流程圖；
[0039]圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖3為實(shí)施例3中采用的現(xiàn)有技術(shù)中AOTF聲光可調(diào)諧濾波器的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0042]為了解決現(xiàn)有光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)存在的解調(diào)光信號(hào)的頻譜范圍小等不足，本發(fā)明提供了一種光纖光柵溫度檢測(cè)方法及裝置。
[0043]實(shí)施例1
[0044]本實(shí)施例提供了一種光纖光柵溫度檢測(cè)方法，本實(shí)施例的流程圖如圖1所示，該方法包括以下步驟:
[0045]S1:將設(shè)定光波段的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)合得到復(fù)合光信號(hào)；
[0046]S2:將復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光纖光柵溫度傳感器得到中心波長(zhǎng)光信號(hào)；
[0047]S3:利用AOTF聲光可調(diào)諧濾波器解調(diào)中心波長(zhǎng)光信號(hào)，得到解調(diào)的中心波長(zhǎng)光信號(hào);
[0048]S4:根據(jù)解調(diào)的中心波長(zhǎng)光信號(hào)得到光纖光柵溫度傳感器測(cè)量到的溫度。
[0049]本實(shí)施例方法采用設(shè)定波段(C波段、L波段或其他波段)的光信號(hào)，擴(kuò)大了光信號(hào)的頻譜范圍；并從光纖光柵溫度傳感器返回的光信號(hào)中提取出對(duì)應(yīng)設(shè)定波段(C波段、L波段或其他波段)的解調(diào)的中心波長(zhǎng)的光信號(hào)，提高了光信號(hào)頻譜的識(shí)別范圍，能夠滿足大規(guī)模溫度傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。
[0050]以下對(duì)上述各步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0051]步驟S1:將設(shè)定光波段的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)合得到復(fù)合光信號(hào)具體為:
[0052]以C波段和L波段為例，選定具有C波段和L波段的多個(gè)光信號(hào)，將多個(gè)光信號(hào)通過(guò)耦合器復(fù)合得到復(fù)合光信號(hào)。C波段的范圍采用1525納米-1565納米；L波段的范圍采用1570納米-1610納米，更大的頻譜范圍能夠提供更大的頻譜選擇空間，也就能夠?yàn)榇笠?guī)模溫度傳感器的監(jiān)控提供了基礎(chǔ)，解決了光纖光柵傳感的光源的局限性問(wèn)題。
[0053]步驟S2:將復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光纖光柵溫度傳感器得到中心波長(zhǎng)光信號(hào)具體為:
[0054]S201:為了實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的雙向傳遞,在濾波之前,需要先將復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光環(huán)形器的第一條光路進(jìn)行傳輸，以便和后續(xù)步驟中出現(xiàn)的在第二條光路中傳輸?shù)墓饫w光柵溫度傳感器反射回來(lái)的中心波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)行無(wú)干擾的雙向傳輸。
[0055]S202:對(duì)復(fù)合光信號(hào)進(jìn)行通道切換；
[0056]使復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光開(kāi)關(guān),光開(kāi)關(guān)有多個(gè)光信號(hào)傳輸窗口，依據(jù)來(lái)自信號(hào)處理器的控制信號(hào)來(lái)選擇開(kāi)啟、關(guān)斷光開(kāi)關(guān)通路。由于本實(shí)施例采用了 C波段加L波段的光信號(hào)，所以，光開(kāi)關(guān)可以將復(fù)合光信號(hào)分成更多的光波段的光信號(hào)信號(hào)以用于對(duì)溫度的測(cè)量，能夠適用于大規(guī)模溫度傳感器的監(jiān)測(cè)。
[0057]S203:將通道切換后的復(fù)合光信號(hào)導(dǎo)入光纖光柵溫度傳感器，得到中心波長(zhǎng)光信號(hào)。
[0058]將復(fù)合光信號(hào)通過(guò)光開(kāi)關(guān)后傳輸?shù)焦饫w光柵溫度傳感器，并返回對(duì)應(yīng)的光纖光柵溫度傳感器所測(cè)量的中心波長(zhǎng)光信號(hào)，中心波長(zhǎng)光信號(hào)能反映對(duì)應(yīng)光纖光柵溫度傳感器測(cè)量到的溫度信息。
[0059]步驟S3:利用AOTF聲光可調(diào)諧濾波器解調(diào)中心波長(zhǎng)光信號(hào)，得到解調(diào)的中心波長(zhǎng)的光信號(hào)具體為:
[0060]將上述步驟得到的中心波長(zhǎng)光信號(hào)經(jīng)光開(kāi)關(guān)和光環(huán)形器的第二光路后導(dǎo)入AOTF聲光可調(diào)諧濾波器(Ac