[实用新型]自校准光纤传感分析仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感分析仪，特别是一种自动校准、自动监测的光纤传感分析仪。

背景技术

光纤传感器是光纤传感器中引人注目和十分重要的一类传感器件，使用光纤传感器可对钢结构/混凝土结构的应力和温度变化进行测量。同时由于光纤传感器采用光信号进行检测和传输，因此可以通过波分复用的技术实现任意规模的组网，从而进行大范围监控测量，因此该技术在测量、控制技术领域中，特别是在建筑、石油、采矿、化工、电力、交通等产业中得到了广泛的应用。

光纤传感器所测量的载有被测物理参量信息的光信号需要通过光纤传感分析仪才能实现数据采集和数据分析。现有的光纤传感分析仪主要包括光源、光源驱动电路、光隔离器、光耦合器、光电转换单元和数据处理单元所组成。受外界环境和长时间工作的影响，光纤传感分析仪的零点波长会发生漂移，而这种零点波长漂移量相对于光纤传感器的反射波长受被测物理量的影响变化量来说是比较大的，这就引入了较大的测量误差，导致测量准确率下降甚至失效。这种情况下往往需要人工对光纤传感分析仪进行校准和调节。

这不仅耗费人工和增加了工程成本，而且人工校准过程也会破坏仪器的封装状态，导致使用寿命降低。并且由于日常监测时无法保证仪器的零点波长的准确性，因此平时的测量数据的也有偏差，无法应用于监控实时性较高或要求灵敏度较高的场合。以上缺陷制约了现有的光纤传感分析仪在产业中的应用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种可以自动对仪器自身的零点波长进行校准的光纤传感分析仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种光纤传感分析仪，包括：宽带光源、成像单元、图像采集单元、数据处理单元、2x2路光耦合器、光开关以及标准具。宽带光源输出光信号。2x2路光耦合器包括第一端和第二端，第一端的第一路光学耦接至宽带光源的输出端。光开关包括多个光开关通道、多个与光开关通道对应的输入端以及一个输出端，多个输入端耦接多个载有光纤传感器的光纤，光开关的输出端耦接光耦合器的第二端的第二路，宽带光源的输出光信号经由光耦合器的第一端的第一路输入光开关，并沿光纤输入至多个光纤微栅传感器中，被光纤微栅传感器中的布拉格微栅所反射，其反射波长受被测参量的影响发生漂移，包括有反射波长漂移信息的反射光信号顺光纤传输，经由光开关的输出端传输至光耦合器的第二端的第二路。面阵式成像单元光学耦接至光耦合器的第一端的第二路，接收光耦合器的第二端的第二路所传输的反射光信号，将反射光信号转换为相应的模拟电压信号，模拟电压信号的电压大小与反射光信号的光强对应，电压信号的位置坐标与面阵式成像单元的面阵坐标对应。图像采集单元电连接成像单元，将成像单元输出的模拟电压信号转换成数字电压信号。数据处理单元电连接图像采集单元，读取图像采集单元转换的数字电压信号，对数字电压信号的变化进行分析处理。标准具包括输入端和输出端，标准具的输入端通过光纤耦接至光耦合器的第二端的第一路，标准具的输出端端通过光纤耦接至光开关的校准通道，标准具具有恒定的中心波长，宽带光源的输出光信号经由光耦合器传输至标准具后，经标准具过滤输出为标准具的中心波长，经由校准通道反馈回光耦合器，并被成像单元所接收。数据处理单元根据检测的标准具的中心波长的变化值，获得光纤传感分析仪的零点波长的漂移值，进而在数据处理时对光纤传感分析仪的零点波长进行自动补偿。

根据本实用新型的优选实施例，光纤传感分析仪进一步包括设置在宽带光源与光耦合器之间的光隔离器，光隔离器耦接宽带光源的光输出端，其具有单向光传输特性，使得宽带光源的输出光只能经由光隔离器向外传输，而外界光无法通过光隔离器传输回宽带光源。

根据本实用新型的优选实施例，光纤传感分析仪进一步包括光源驱动电路，电连接宽带光源，为宽带光源提供稳定的工作电流。

根据本实用新型的优选实施例，光纤传感分析仪进一步包括成像单元驱动电路，电连接成像单元，为成像单元提供稳定的工作电流。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的自校准光纤传感分析仪能够在使用过程中实时的自动校准仪器自身的零点波长，无需人工校正，提高了测量的数据准确率，降低了使用成本，延长了使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型自校准光纤传感分析仪实施例的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。