[发明专利]FBG传感器的解调系统及其解调方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感技术领域，特别是涉及一种FBG(fibber bragg gratting)传感器的解调系统及其解调方法。

背景技术

随着FBG传感器走向实际应用，FBG波长解调技术成为了关键点。用光纤光栅构成的传感系统，由于传感量主要是以波长的微小波长变化为调制号，所以传感系统中应有精密的波长或者波长变化的检测装置。波长解调器的测量精度直接限制了整个系统的检测精度。

对于一个FBG波长解调装置必须考虑以下几点：解调器波长分辨率、解调器长期不间断工作的稳定性、解调器的价格、解调器的信号输出可读性。申请号为02115542.9公开了一种全同光纤光栅温度监测报警系统，但该系统由于要求全同光栅，实际制作不好实现，另外该方法不能实现FBG波长的数值测量和FBG的空间定位；申请号为200610124955.3公开了一种高速光纤光栅波长解调系统，该系统要求不同波长的光纤光栅，成本高。

目前的大部分光纤光栅解调系统都各有自己的优缺点，很难全面解决传感器的复用、波长解调和空间定位等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种FBG传感器的解调系统及其解调方法，该系统对FBG中心波长一致性要求不高，可以实现FBG传感器的复用、波长解调和空间定位，且成本低易于实现。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：FBG传感器的解调系统，该系统依此连接有光源、环形器或耦合器、耦合器，然后一路依此连接边带滤波器和光电探测器，另一路连接光电探测器，最后两路再依此与除法器和传感信号响应处理模块连接。

FBG传感器的解调方法，该方法包括以下步骤：1)普通宽带光源经过外调制或激光光源经过内调制成光脉冲后，通过环形器或耦合器送入到FBG传感器；2)FBG传感器时域反射反射信号使用耦合器分成2路分别处理，一路直接经过光电探测器，另一路经过边带滤波器后再经过光电探测器；3)最后用除法器将这两路信号相除，相除后的时域反射信号经传感信号响应处理模块处理后，得出波长变化发生的地点和波长变化后的大小。

本发明的有益效果是：本发明的FBG传感器的中心波长只需在边带滤波器带宽范围内，对制作要求不高；解调系统简单，具有成本低、稳定性好、分辨率高等特点；光源不受限制，可采用普通的宽带光源或激光光源，进一步降低了成本。本发明通过时域反射技术和边缘滤波方法相结合可以实现FBG传感器的复用、波长解调和空间定位，成本低易于实现。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图2是本发明的另一种结构的系统框图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明采用普通宽带光源或激光光源，普通宽带光源经过外调制或激光光源经过内调制成光脉冲后，通过环形器或耦合器送入到FBG传感器，FBG传感器的中心波长随外界温度或应力等变化而变化，可以实现传感。FBG传感器反射回来的时域反射信号使用耦合器分成2路分别处理，一路直接经过光电探测器，另一路经过边带滤波器后再经过光电探测器，最后用除法器将这两路信号相除。相除后的时域反射信号经传感信号响应处理模块处理后，通过分析时域反射波形，利用OTDR(Optical Time Domain Reflectometer光时域反射计)原理可得出波长变化发生的地点，分析除法器的结果，得出波长变化后的大小。

上述边带滤波器的带宽和FBG传感器的中心波长范围一致；上述光源的带宽大于FBG传感器的带宽，覆盖了FBG传感器的波长变化范围。

本发明实现了传感器的复用，如果使用反射率较低的FBG传感器，一条传感线路可串联多个FBG传感器，传感距离增加，大部分的传感信号不会被反射回来，信号强度较强；如果使用反射率较高的FBG传感器，串联的传感器的个数就会受到一定的限制。