[发明专利]强度光纤光栅组列车实时定位检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及强度光纤光栅组列车实时定位检测系统，适用于光纤传感技术、民用工程、轨道交通等领域。

背景技术

近年开，随着我国经济的发展，高速铁路在我国得到了蓬勃的发展，而客运高速化和货运重载化已经成为当今高速铁路运输的2个重要发展方向。高速铁路的特点是行车速度快、行车密度大，列车运行规律、性能及其环境的相互作用等与普通列车有本质上的区别，其动能巨大且铁路线采用全立交化和全封闭化，一旦发生事故，将会形成巨大的破坏力，造成的后果也会非常严重。因此，保障运行列车安全有效地运行成为铁路发展的关键问题。而保障列车安全的关键就在于提前监测出哪个地点发生了危险情况，这样我们就需要对列车的实时运行情况进行定位监测。

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一中结构简单、制作方便、廉价实用且测量范围大的强度光纤光栅组列车实时定位检测系统。

本发明的技术方案：

一种强度光纤光栅组列车实时定位检测系统，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可调滤波器的一端，可调滤波器的另一端接光电探测器。

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k个中心波长不同的光纤光栅组成，k≥2。

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k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k个光纤光栅的反射率不完全相同。

每个传感头中k个光纤光栅的反射率取值个数为m个时，传感头的数量n＝m^k。

本发明的有益效果：本发明提出的强度光纤光栅组列车实时定位检测系统，结构简单，易于实现；只需要可调滤波器就可以判断出探测点附近发生了火灾，不需要高昂的解调设备，价格便宜，性价比高；采用多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强度光纤光栅组列车实时定位检测系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例一，本实施例结合附图1进行详细说明。

一种强度光纤光栅组列车实时定位检测系统，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接可调滤波器4的一端，可调滤波器4的另一端接光电探测器5。

传感光纤光栅阵列3由第一传感头31、第二传感头32、......、第九传感头39串联连接组成；每个传感头由两个中心波长不同的光纤光栅组成。