[发明专利]基于光谱型光纤传感器的大容量可自愈光纤传感网的实现装置及实现方法

权利要求书

1.一种基于光谱型光纤传感器的大容量可自愈光纤传感网的实现装置，其特征在于该装置包括光源，从光源发出的光经耦合器分别与n层传感子网相连接，Maxn＝光源的总能量/每层传感子网所需的能量，每层传感子网由k个传感器构成，Maxk＝光源的总谱宽/扫描分辨率；每层传感子网输出的多个波长的信息通过多波长变换器转换后，经过工作光纤输入到波分复用器中，经波分复用后在同一个光纤中传输，最后经过接收解调器输入到计算机。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于与每层传感子网连接的多波长变换器和波分复用器之间各加设有一根备用光纤。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于相邻的两个传感子网之间各加设一个交叉连接器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于所述光纤传感网由n层传感子网构成，Maxn＝光源的总能量/每层传感子网所需的能量，每层传感子网可以以不同的拓扑结构复用数目不同的传感器，若每层传感器数目都为k，Maxk＝光源的总谱宽/扫描分辨率，则整个网络传感器的数目为n*k，这就极大的扩展了传感网的容量。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于所述的各传感子网是由一组结构独立的光纤传感器所构成，传感子网可以是环形、星形、树形或总线型；所述的光纤传感器可以是光谱型光纤传感器、光纤光栅传感器、Raman光纤传感器、布里渊光纤传感器、光子晶体光纤传感器或生物化学传感器，被测对象可以是温度、应力、振动、位移、转动、电磁场、化学量或生物量。

6.一种基于光谱型光纤传感器的大容量可自愈光纤传感网的实现方法，采用权利要求1所述的基于光谱型光纤传感器的大容量可自愈光纤传感网的实现装置进行检测，其特征在于：该方法至少包含以下步骤：

(1)将光纤传感网布置于被监测目标上，系统采用宽光谱可调谐光源，并且把光谱分成m段，Maxm＝光源的总谱宽/扫描分辨率，m段同时扫描，光源发出的光束经耦合器后，被均分到各传感子网；

(2)获取被测信号：光纤传感器实时的感知外界环境的变化，实现对被监测目标的监测，获得被监测目标的实时信号；

(3)第2步获得的信号是以波分复用的形式进行传输的，将该波分复用信号经光纤传输至波长转换器进行波长变换，从而进行时分复用，得到时分复用信号；

(4)将第3步波长变换后的不同层的时分复用信号经工作光纤传输至波分复用器，进行波分复用；当工作光纤发生故障时，启用备用光纤传输所述的时分复用信号，当工作光纤和备用光纤同时发生故障时启用光交叉连接器，将所述的时分复用信号交换到相邻的传感子网中，使用相邻传感子网的光纤进行传输，因此具有生存性保证；

(5)将第4步波分复用后的信号传输至接收解调装置后进行解调，并且把该信号转化为数字信号；

(6)将第5步转化后的数字信号经光纤传输至计算机进行分析计算，并将结果显示出来或以声音报警的方式告知监测者，以便监测者采取措施解决当前出现的问题；或者计算机根据当前被监测目标的状态，发出控制指令。