[发明专利]一种基于带状光纤的光栅监测系统

说明书

技术领域

本发明属于传感技术领域，具体涉及一种基于带状光纤的光栅监测系统。

背景技术

光纤光栅以其体积小、易于封装、可大规模生产等突出优点而成为光纤传感器家族中的一员，由于是基于无偏振的传输方向相反的模式之间发生耦合而反射特定波长的光纤滤波器，可用于温度、应变等物理量的测量，目前已广泛用于民用建筑、大坝、桥梁、隧道、高压变电站等的健康检测以及复合材料、智能结构的无损检测。与其它类型的传统传感器相比，尽管它的价格比较高，但它的最大优点是其可复用，进行网络化传感。这样使得每个传感器平均价格比较低，因此对大规模传感应用来说，光纤光栅传感网络应该是首选的技术。

在现有的技术中，中国专利CN1828229A公开的“基于CPLD的时分复用光纤光栅传感测试系统”，处理电路复杂，能同时监测线路上的所有光纤光栅，但光纤光栅个数不多；中国专利CN1546966A公开的“大容量编码式光纤光栅传感监测系统”，使用中心波长1550nm的宽带光源和中心波长1310nm的宽带光源在一个光纤上进行光源复用，在现有光源带宽30-40nm下实现了最大光纤光栅数400，而且结构比较简单，性能比较稳定，但是光纤光栅个数强烈依赖复用的宽带光源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：使用一个宽带光源，采用光纤光栅空间复用技术，提供一种基于带状光纤的光栅监测系统，应用于大容量的温度和应力、应变监测。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种基于带状光纤的光栅监测系统，由二芯带状光纤上成对的光栅传感阵列1；宽带光源2；Y型分支器3；环行器4、5；解调器6、7；数据采集、控制模块8；数据处理计算机9组成；光纤光栅传感阵列1分布着宽带光源中芯波长附近的光栅；宽带光源2通过Y型分路器3连接环行器4、5；环行器4、5分别连接二芯带状光纤的其中一支；环行器4、5的返回输出口分别连接解调器6、7；解调器6、7通过导线连接数据采集、控制模块8；数据采集、控制模块8通过计算机插槽或USB等接口与数据处理计算机9连接。

二芯带状光纤上成对的光栅传感阵列1由一个宽带光源划分了n个用于监测的光栅反射谱{λ_i；i＝1，2，...n}，任取这n个光栅的二维子集∪m=1N{(λim,λil):l=1,2,...,k;k,N≤n}]]>的元素依次熔接或直接制作在二芯带状光纤上构成，总共有Nk对光栅，每对间隔距离可以相同，也可以不相同。

所述系统由三芯带状光纤上成对的光栅传感阵列10；宽带光源2；1×3型分支器11；环行器4、5、12；解调器6、7、13；数据采集、控制模块8；数据处理计算机9组成；光纤光栅传感阵列10分布着宽带光源中芯波长附近的光栅；宽带光源2通过1×3型分支器11连接环行器4、5、12；环行器4、5、13分别连接三芯带状光纤的其中一支；环行器4、5、12的返回输出口分别连接解调器6、7、13；解调器6、7、13通过导线连接数据采集、控制模块8；数据采集、控制模块8通过计算机插槽或USB等接口与数据处理计算机9连接。