[实用新型]基于三光纤光栅编码的铁路隧道安全监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及基于反射率编码式光纤光栅防火监测系统，适用于光纤传感技术、民用工程、轨道交通等领域。

背景技术

近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，因而光纤传感器比其他传感器有着更广泛的应用。目前，应用最广泛的是分布式光纤传感系统，而这些分布式光纤传感系统采用的传感技术主要是基于拉曼散射的分布式传感和基于布里渊散射的分布式传感。但是，这些传感技术信号的接受比较困难，测量时间比较长，信号的处理非常复杂，系统的整体造价也比较昂贵。

光纤光栅传感器除了具有光纤传感器的许多优点外，还有一些明显优于其他光纤传感器的地方。它是作为一种光谱分离与光波长选择的器件，信号不受弯曲损耗、连接损耗、光源起伏和探测器老化等因素的影响；避免了干涉型光纤传感器相位测量模糊不清等问题；可同时得到几个测量目标的信息，并可实现准分布式测量。由于实际应用中大范围、大监测距离的需要，往往需要大容量的监测系统。传统的光纤光栅传感监测系统是利用单个光纤光栅作为传感头，由于光源带宽的限制，这样使得整个传感系统所能串联的传感头有限，并不能满足实际应用的需要。大容量编码式光纤光栅传感监测系统，CN200310111529.2提出了一种大容量光纤光栅传感监测系统，但是其传感光纤光栅阵列中单光栅的波长均不相同，制作起来相对麻烦；测量范围越大，所需要的传感头数量越多，其编码方式也相对越复杂；采用了两个光源、两个Y型分路器、两个解调器，系统的整体造价比较昂贵。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种简单、方便实用、廉价的基于三光纤光栅编码的铁路隧道安全监测系统。

本实用新型的技术方案：

一种基于三光纤光栅编码的铁路隧道安全监测系统，该系统的宽带光源的输出接三端口耦合器的第一端口，三端口耦合器的第二端口接传感光纤光栅阵列，三端口耦合器的第三端口接阵列波导光栅的输入端。

阵列波导光栅的输出端分别接第一光电探测器的输入端、第二光电探测器的输入端、第三光电探测器的输入端。

第一光电探测器的输出端、第二光电探测器的输出端、第三光电探测器输出端分别接信号处理模块的输入端，信号处理模块接计算机。

传感光纤光栅阵列由第一传感头、第二传感头、......、第n传感头串联连接组成，n≥1；每个传感头由3个中心波长不同的光纤光栅组成。

所述的第一至第n传感头上的光纤光栅的中心波长一致，每一个传感头上的三个光纤光栅的反射率不同或相同；第一至第n传感头中，任意两个传感头中的三个个光纤光栅的反射率不完全相同。

所述的每个传感头中三个光纤光栅的反射率取值个数为m个时，传感头的数量为n＝m³。

本实用新型的有益效果：本实用新型提出的基于三光纤光栅编码的铁路隧道安全监测系统，结构简单，易于实现；只需要光电探测器可以判断出哪个测量点附近发生了危险，不需要高昂的解调设备，价格便宜，性价比高；采用三光纤光栅制作传感头，各个传感头对应的光纤光栅中心波长一致、反射率不同，增大了传感系统的容量，能实现长距离、大范围的监测。

附图说明

图1基于三光纤光栅编码的铁路隧道安全监测系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

实施例一，本实施例结合附图1进行详细说明。

一种基于三光纤光栅编码的铁路隧道安全监测系统，该系统的宽带光源1的输出接三端口耦合器的第一端口21，三端口耦合器的第二端口22接传感光纤光栅阵列3，三端口耦合器的第三端口23接阵列波导光栅4的输入端。

阵列波导光栅4的输出端分别接第一光电探测器51的输入端、第二光电探测器52的输入端、第三光电探测器53的输入端。

第一光电探测器51的输出端、第二光电探测器52的输出端、第三光电探测器53输出端分别接信号处理模块6的输入端，信号处理模块6接计算机7。

传感光纤光栅阵列3由第一传感头31、第二传感头32、......、第八传感头38串联连接组成；每个传感头由三个中心波长不同的光纤光栅组成。