[实用新型]一种基于STM32的BOTDR应变监测控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于STM32的BOTDR应变监测控制系统，控制系统主要由STM32微控制器、窄线宽激光器、脉冲光调制器、数据采集卡及信号处理单元、两个掺饵光纤放大器组成。本实用新型解决了现有的BOTDR系统结构控制臃肿，耗时的缺点，能够有效地、实时的、快速的对系统进行控制，操作简单。适用于各种大型工程建筑的结构健康监测。

技术领域

本实用新型涉及一种BOTDR应变检测系统，具体是一种基于STM32的 BOTDR应变监测控制系统。

背景技术

基于布里渊散射的分布式光纤温度、应变传感技术,目前在世界范围内已成为研究热点,具有广阔的应用前景。因为BOTDR技术对光纤所受的应力、应变非常敏感,并且光纤的轴向应变与布里渊频移具有较好的线性关系，故而在大型建筑，工程建设，健康监测中用来实时监测工程的检测状态。BOTDR分布式应变监测系统相比传统的传感系统具有无可比拟的优点：从系统材料本身来说，体积小、重量轻；从抗干扰能力来说，光纤对周围的环境干扰不敏感，而且对电的绝缘性非常高，不怕电磁波、雷场、电场产生的各种干扰，可靠性能高；从功能来说，光纤不仅可以作为探测元件探测信息，还能作为传输元件，用来传输传感信息；从灵敏度来说，光纤元件灵敏度非常高。基于此设计了一种基于STM32 的小型便携式BOTDR分布式应变监测控制系统。

发明内容

本实用新型为了解决现有的BOTDR应变检测系统内部模块控制功能臃肿的缺点，提供了一种新型的基于STM32的BOTDR分布式应变检测控制系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于STM32的 BOTDR应变监测控制系统，由超窄线宽激光器、脉冲光调制器、两个掺饵放大器、STM32微控制器、STM32脉冲波形发生器、采集卡及数据处理单元组成。

上述基于STM32的BOTDR分布式应变检测控制系统中：窄线宽激光器的信号控制端与STM32微控制器的第一信号传输端口相连，脉冲光调制器的信号控制端与STM32微控制器的第二信号传输端口相连，第一掺饵光纤放大器的信号控制端口与STM32微控制器的第三信号传输端口相连，第二掺饵光纤放大器的信号控制端口与STM32微控制器的第四信号传输端口相连，STM32微控制器的第五信号传输端口与数据采集卡及信号处理单元信号控制端口相连。

具体控制工作原理是：首先通过STM32微控制器发出指令，依次控制超窄线宽激光器、脉冲光调制器、STM32脉冲光发生器、第一掺饵光纤放大器、第二掺饵放大器、采集卡及信号处理单元。STM32微控制器发出启动超窄线宽激光器指令通过第一信号端传送到激光器，启动激光器后输出连续的光信号。 STM32微控制器通过第二信号传输端传输指令控制脉冲光调制器启动，同时 STM32微控制器输出脉冲波形注入脉冲光调制器的调制信号输入端，STM32微控制器通过第三信号传输端启动第一掺饵光纤放大器并设置好参数，STM32微控制器通过第四信号传输端控制第二掺饵光纤放大器启动并设置好参数，STM32 微控制器通过第五信号传输端控制采集卡及信号处理单元启动并设置好相关参数。

系统工作进行应变检测时，STM32微控制器控制脉冲光调制器进行光脉冲调制，输出脉冲检测光信号，同时STM32微控制器控制数据采集卡进行数据采集。

本设计提供了一种新型的有效的分布式应变监测系统，一种基于STM32 的BOTDR应变监测控制系统，解决了现有的BOTDR系统结构控制臃肿，耗时的缺点，能够有效地、实时的、快速的对系统进行控制，操作简单，减少了工作量。适用于各种大型工程结构的测量。

附图说明

图1是本实用新型发明的结构示意图。

图中：1—超窄线宽激光器，2—脉冲光调制器，3—第一掺饵光纤放大器， 4—第二掺饵光纤放大器，5—STM32微控制器，6—STM32脉冲波形发生器,7—数据采集卡及数据处理单元。

具体实施方式