一種基于低反射率fbg的光纖光柵傳感系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于低反射率FBG的光纖光柵傳感系統(tǒng)，該光纖光柵傳感系統(tǒng)包括光纖光柵解調儀、傳輸光纖、光濾波器、光延時裝置、光纖光柵傳感器、泵浦激光器。本實用新型通過在光纖光柵傳感器前布置光延時裝置，實現(xiàn)FBG的時分復用；同時，光纖光柵傳感器采用低反射率的FBG，每個FBG的波長可以重復。本實用新型克服了光纖光柵傳感系統(tǒng)利用波分復用技術，傳感網(wǎng)絡可串聯(lián)的光纖光柵傳感器數(shù)目受限的缺點，提升光纖光柵傳感系統(tǒng)的應用領域。
【專利說明】
一種基于低反射率FBG的光纖光柵傳感系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及光纖光柵傳感技術領域，尤其涉及一種基于低反射率FBG(FiberBragg Grating，即光纖布拉格光柵)的光纖光柵傳感系統(tǒng)，能夠利用低反射率光纖光柵傳感器和光延時裝置進行時分復用，提升光纖光柵傳感系統(tǒng)串聯(lián)傳感器點數(shù)，提升光纖光柵傳感系統(tǒng)的應用范圍。
【背景技術】
[0002]光纖傳感技術有靈敏度高、抗電磁干擾能力強、頻帶寬、可移植性強等優(yōu)點，因此光纖傳感技術已廣泛用于軍事、國防、航天航空、工礦企業(yè)、能源、環(huán)保、工業(yè)控制、醫(yī)藥衛(wèi)生、計量測試、建筑、家用電器等領域。目前光纖傳感技術已成為衡量一個國家信息化程度的重要標志。在光纖傳感領域，光纖光柵傳感器有著非常廣泛的應用。
[0003]現(xiàn)如今，光纖光柵準分布式傳感系統(tǒng)得到廣泛應用。陣列式光纖光柵傳感器基于波分復用技術。波分復用技術，是將寬普光源的光譜切割成連續(xù)的η段，在每一段光譜中布設一個對應的光纖光柵傳感器，每個光纖光柵傳感器對應的光譜寬度最窄大約為lnm，這樣可以避免各光纖光柵傳感器波長相互重疊。但是這種布置的缺點是在有限的光譜范圍內可串聯(lián)的光纖光柵傳感器數(shù)目有限，一般為32個。
[0004]因此，現(xiàn)有技術的上述問題亟待解決。
【實用新型內容】
[0005]鑒于此，本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術存在的缺點和不足，在研究基于波分復用技術的光纖光柵傳感系統(tǒng)的基礎上，基于低反射率FBG和光延時裝置，設計一種基于低反射率FBG的光纖光柵傳感系統(tǒng)，可以提升光纖光柵傳感系統(tǒng)可布設傳感點數(shù)。
[0006]本實用新型請求保護一種基于低反射率FBG的光纖光柵傳感系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的光纖光柵解調儀、傳輸光纖、光濾波器、光延時裝置、低反射率光纖光柵傳感器、栗浦激光器，其中，光延時裝置和低反射率光纖光柵傳感器組成為一個單元，該系統(tǒng)中有多個該單元:
[0007]所述傳輸光纖，用于對各低反射率光纖光柵傳感器的入射光信號進行放大，保證各低反射率光纖光柵傳感器入射光信號的強度；
[0008]光延時裝置，通過增加入射光纖光柵傳感器的光程差，使各低反射率光纖光柵傳感器的反射信號光在時間域上分立，實現(xiàn)各低反射率光纖光柵傳感器的時分復用；
[0009]所述低反射率光纖光柵傳感器為低反射率FBG;
[0010]所述栗浦激光器，用于提供對各光纖光柵傳感器的入射信號放大的能量需求。
[0011 ] 進一步的，所述光濾波器濾掉波長980nm的光，防止波長980nm的栗浦光進入光纖光柵解調儀，損毀光纖光柵解調儀。
[0012]進一步的，所述光延時裝置是一段延時光纖。
[0013]本實用新型基于低反射率FBG構建時分復用的光纖光柵傳感系統(tǒng)，與現(xiàn)有光纖光柵傳感系統(tǒng)采用的波分復用技術相比，傳感網(wǎng)絡中串聯(lián)的光纖光柵傳感器點數(shù)不再受限，可以提升光纖光柵傳感網(wǎng)絡的測量容量。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型所述的基于低反射率FBG的光纖光柵傳感器系統(tǒng)的結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型所述傳感系統(tǒng)各光纖光柵傳感器反射光信號在時間域的示意圖。
[0016]圖3為本實用新型所述傳感系統(tǒng)各光纖光柵傳感器反射光信號在頻譜上的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面通過具體實施例對本實用新型作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實用新型的保護范圍。
[0018]如圖1所示，為本實用新型請求保護的一種基于低反射率FBG的光纖光柵傳感系統(tǒng)的結構示意圖。所述系統(tǒng)包括依次連接的光纖光柵解調儀101、傳輸光纖102、光濾波器103、光延時裝置104、低反射率光纖光柵傳感器105、栗浦激光器106，其中，光延時裝置104、低反射率光纖光柵傳感器105組成為一個單元，該系統(tǒng)中有多個該單元；
[0019]所述傳輸光纖，用于對各光纖光柵傳感器的入射光信號進行放大，保證各光纖光柵傳感器入射光信號的強度；
[0020]光延時裝置104，通過增加入射光纖光柵傳感器的光程差，使各低反射率光纖光柵傳感器的反射信號光在時間域上分立，實現(xiàn)各低反射率光纖光柵傳感器的時分復用；
[0021]所述光纖光柵傳感器105為低反射率FBG?？梢苑瓷漭^少部分的光，透射較多部分的光，這樣保證每個光纖光柵傳感器都能入射光的光譜完整性，有助于實現(xiàn)光纖光柵傳感系統(tǒng)的時分復用。
[0022]所述栗浦激光器106，用于提供對各低反射率光纖光柵傳感器的入射信號放大的能量需求。
[0023]所述系統(tǒng)的光纖光柵解調儀101的解調技術應基于時分復用技術，根據(jù)時間域上不同來解調各光纖光柵傳感器的波長偏移。所述系統(tǒng)的光纖光柵解調儀101的光源應采用窄線寬脈沖激光，波長為1550nm附近。
[0024]所述傳輸光纖102可以為摻雜濃度較低的摻鉺光纖。
[0025]所述光濾波器103濾掉波長980nm的光，防止波長980nm的栗浦光進入光纖光柵解調儀，損毀光纖光柵解調儀。
[0026]所述光延時裝置104可以是一段延時光纖。
[0027]所述栗浦激光器106為980nm半導體激光器。該栗浦激光器的輸出功率根據(jù)摻鉺光纖的摻雜濃度和入射光經(jīng)過的光延時裝置共同確定。
[0028]該系統(tǒng)的工作流程如下:
[0029]從解調儀光源出射的光進入傳輸光纖102，，經(jīng)過光延時裝置104的作用后進入低反射率光纖光柵傳感器105，然后一部分光被低反射率光纖光柵傳感器105反射沿原光路回到解調儀101，另一部分光透過低反射率光纖光柵傳感器105重復上述過程，實現(xiàn)該系統(tǒng)串聯(lián)的多個光纖光柵傳感器的信號采集。同時，在傳輸光纖的末端接入980nm的半導體激光器作為栗浦激光器，同傳輸光纖102共同作用，對入射光信號進行放大，保證整個傳感系統(tǒng)的損耗補償;在傳輸光纖102與光纖光柵解調儀101的接口處布置光濾波器103，濾掉980nm的光，防止栗浦光進入解調儀101。
[0030]附圖2所示為本實用新型本實用新型所述傳感系統(tǒng)各光纖光柵傳感器反射光信號在時間域的示意圖。本實用新型所述的每個低反射光纖光柵傳感器比串聯(lián)的前一個低反射率光纖光柵傳感器的入射光信號和反射光信號都多經(jīng)過一個光延時裝置，反射光信號進入光纖光柵解調儀的時間間隔較長，在時間域上市分離的。對整個傳感系統(tǒng)，各光纖光柵傳感器的反射信號就是在時間域分開的光信號，時間間隔必須滿足解調儀分別各光纖光柵傳感器的要求。
[0031]附圖3為本實用新型所述傳感系統(tǒng)各光纖光柵傳感器反射光信號在頻譜上的示意圖。該傳感系統(tǒng)的光纖光柵傳感器的反射光信號在時間域上是斷開的，不連續(xù)的，可以分別的。該傳感系統(tǒng)采用的光纖光柵傳感器是基于低反射率FBG的，傳感網(wǎng)絡串聯(lián)的各光纖光柵傳感器的中心波長是重疊的，解調儀的光源可以采用窄線寬的光源。因此該傳感網(wǎng)絡的各光纖光柵傳感器的光信號在頻域是完全重疊的。
[0032]本實用新型中應用具體實施例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想，對于本領域的一般技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護的范圍。
【主權項】
1.一種基于低反射率FBG的光纖光柵傳感系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括依次連接的光纖光柵解調儀、傳輸光纖、光濾波器、光延時裝置、低反射率光纖光柵傳感器、栗浦激光器，其中，光延時裝置和低反射率光纖光柵傳感器組成為一個單元，該系統(tǒng)中有多個該單元，其特征在于: 所述傳輸光纖，用于對各低反射率光纖光柵傳感器的入射光信號進行放大，保證各低反射率光纖光柵傳感器入射光信號的強度； 光延時裝置，通過增加入射光纖光柵傳感器的光程差，使各低反射率光纖光柵傳感器的反射信號光在時間域上分立，實現(xiàn)各低反射率光纖光柵傳感器的時分復用； 所述低反射率光纖光柵傳感器為低反射率FBG; 所述栗浦激光器，用于提供對各光纖光柵傳感器的入射信號放大的能量需求。2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，所述光濾波器濾掉波長980nm的光，防止波長980nm的栗浦光進入光纖光柵解調儀，損毀光纖光柵解調儀。3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，所述光延時裝置是一段延時光纖。
【文檔編號】G01D5/353GK205670014SQ201620582692
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】緱龍, 賈磊, 邵利軍, 白磊, 周曉旭, 張佳鵬, 曹桂芳, 劉志英, 楊瑩, 郭曉澎
【申請人】山西省交通科學研究院, 山西省交通建設工程質量檢測中心（有限公司）