[发明专利]一种光纤光栅动态变化解调装置及其解调方法无效

专利信息
申请号: 201010500729.7 申请日: 2010-09-30
公开(公告)号: CN102445216A 公开(公告)日: 2012-05-09
发明(设计)人: 霍佃恒;李旭;皋魏;席刚 申请(专利权)人: 上海华魏光纤传感技术有限公司
主分类号: G01D3/028 分类号: G01D3/028;G01D5/353
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 201700 上海市青浦区*** 国省代码: 上海;31
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 光纤 光栅 动态 变化 解调 装置 及其 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及光纤光栅传感技术领域,具体的说,涉及光纤光栅动态变化解调领域。

背景技术

随着光纤传感技术的不断发展,光纤光栅由于具有不受电磁干扰、不带电、耐腐蚀、体积小、重量轻、灵敏度高等特点,已经被广泛的应用工业现场,光纤光栅的解调技术也就变的愈发关键。目前光纤光栅的解调主要有光谱分析法、干涉仪解调法、匹配光栅法、可调F-P滤波器法等。但是光谱分析法分辨率较低,价格昂贵,解调速度慢;干涉仪法解调速度有所提高,但容易受到温度等外界因素的影响;匹配光栅法虽然成本低、速度快,但是解调范围窄,不能满足大范围变化的要求;可调F-P滤波器法,虽然精度比光谱分析法要高,但仍不能满足工程要求,而且成本高。

发明内容

为了解决现有技术的不足,本发明提供一种光纤光栅动态解调装置,用于解调光纤光栅由于受到外界调制而产生的中心波长发生左右偏移的情况,解调速度快,仅限于所使用的器件带宽,所检测的参数和得到的结果只与光纤光栅中心波长的变化量有关,与光纤光栅的绝对波长无关,也不受光源功率变化和光路损耗的影响。整套装置成本低,适于产业化生产。

本发明所述的一种光纤光栅动态解调装置,包括光源、光纤分路器件、光纤光栅、解调元件、光电转换器器及电路处理系统,其特征在于:所述的解调元件为光纤半导体镀膜器件,光源发出的光通过光纤分路器件入射到光纤光栅处时发生反射,由于光纤光栅受到外界调制使得光的中心波长发生左右偏移,中心波长发生左右偏移的反射光经过光纤半导体镀膜器件时再次发生反射,反射光进入光电转换器器及电路处理系统,使得光纤光栅处发生偏移的光的变化量解调为易测量的物理量。

本发明的特征在于:宽带光源在驱动的作用下发出连续的宽带光,经过光纤分路器后被光纤光栅3反射回一带有外界环境调制信息的窄带光,从光纤分路器的返回端经另一光纤分路器到光纤半导体镀膜器件,经过光纤半导体镀膜器件反射后,从该光纤分路器的返回端进入光电转换器,把光信号转换为电信号,再由去直流耦合器将直流量去除,只提取具有相对变化特性的交流量,滤波器进行滤波处理,根据需要设定滤波器的带宽,输出给数据处理部分,最后根据电压的变化确定光功率的变化,再由功率与波长的线性关系得出光纤光栅的波长变化,从而实现光纤光栅的动态变化解调。

所述的光纤分路器为具有分光功能的光纤耦合器或者环形器。

本发明的解调原理如图2、3所示,图2是光纤半导体镀膜器件的反射光谱,其反射谱的功率与波长成线性关系,设其线性方程为:

P=k·λ+b                                1

其中P为反射回来的功率值,λ是波长值,k为斜率或灵敏度,b为截距。

由公式1可得到:

ΔP=k·Δλ                              2

Δλ=ΔPk---3]]>

令则

Δλ=k′·ΔP                                           4

中心波长为λ0的光纤光栅,当波长的变化量为Δλ时,会引起从光纤半导体镀膜期间处反射出的光功率变化ΔP,功率的变化引起整个装置输出电压的变化。而光纤半导体镀膜器件的斜率k是固定的,所以,通过检测光电转换器和滤波后的电压变化量,可以得到光功率的变化量,最终根据公式4得到光纤光栅中心波长的变化量,实现解调的目的。

本发明公开了一种光纤光栅动态变化解调装置,其与其他光纤光栅解调方法和装置相比,本发明有如下优点和积极效果:

1、装置结构简单,成本低;

2、该装置解调光纤光栅动态变化量,不受光源功率变化和光路损耗的影响。

3、解调装置输出的电压变化就能解调出光纤光栅的波长变化;

4、由于光纤半导体镀膜器件的反射光谱具有较大的线性范围,所以,该装置的量程和动态范围大

5、解调装置中使用了去直流耦合器措施,消除了因温度对光纤半导体镀膜器件的影响。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于上海华魏光纤传感技术有限公司,未经上海华魏光纤传感技术有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201010500729.7/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top