[发明专利]可扩展电光传感系统

说明书

技术领域

本发明属于光电领域，尤其是一种可扩展电光传感系统。

背景技术

电子传感器系统能够将各种将物理量或化学量变化转变为电压或电流量，其技术比较成熟，也有着广泛的应用。但是，在需要进行远距离传感信号传输和控制的传感测量或安全报警等系统中，电子传感器的传输系统往往容易受到电磁等外界环境的干扰，同时，传统电子传感器系统也难以构成传感网络。随着光纤光学和光纤通讯的发展，光纤传感系统得到了快速发展，在光纤通讯技术中，特别是高密度光波分复用技术开始应用于光纤传感系统。光纤传感系统具有抗电磁干扰和潮湿、耐腐蚀、重量轻等特点，而且，易于形成传感网络和进行远距离传感信号的传输。光纤传感系统存在的缺点是：光纤传感器和信号处理系统比较贵，对有些物理或化学量的测试精度较低或很难制作相应光纤传感器去测试，因此，现有的光纤传感器及系统的传感应用领域远远没有传统的电子传感系统广泛。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种光电传感技术相结合且易于形成传感网络和远距离传输的可扩展电光传感系统。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种可扩展电光传感系统，包括一个可调谐激光器及其驱动控制电路、一个可扩展光纤电光传感网络、一个光电接收系统及其驱动控制电路、一个同步系统和一个传感信号分析处理系统；所述的可调谐激光器的输出连接到可扩展光纤电光传感网络，所述的可扩展光纤电光传感网络的输出连接到光电接收系统，所述的同步系统连接到可调谐激光器的驱动控制电路和光电接收系统的驱动控制电路，所述的同步系统的输出连接到传感信号分析处理系统。

而且，所述的可扩展光纤电光传感网络包括一个或多个可扩展单频道光纤电光传感系统。

而且，所述的可扩展单频道光纤电光传感系统包括一个光波分复用分离器、一个电光传感系统和一个光波分复用合成器，所述的光波分复用分离器的输入端口连接到可调谐激光器上，光波分复用分离器的输出端口连接到电光传感系统的输入端口，光波分复用分离器的反射端口连接到下一个频道的电光传感系统的输入端口；电光传感系统的输出端口连接到所述的光波分复用合成器的第一输入端口，光波分复用合成器的第二输入端口连接到下一个频道的电光传感系统的第二输入端口。

而且，所述的光波分复用分离器、电光传感系统、光波分复用合成器之间通过单模光纤的电弧融化焊接或光纤连接器连接。

而且，所述的电光传感系统由电子传感系统和可调光衰减器连接构成，所述的电子传感系统包括一个电子传感器及其驱动电路和输出信号处理电路，所述的可调光衰减器包括一个光衰减器和一个可调光衰减器的驱动电路，电子传感器接收信号后经输出信号处理电路后，以模拟或数字信号形式输出并连接到可调光衰减器的驱动电路上并经可调光衰减器的输出端口以模拟或数字信号形式输出。

而且，所述的可调谐激光器为DFB激光器，其采用单模光纤耦合输出耦合到可扩展光纤电光传感网络。

而且，所述的可调谐激光器的输出光频率间隔为200GHz或100GHz或50GHz的窄带光，在光纤通讯的℃或L带实现可调谐输出。

而且，所述的光波分复用分离器是200GHz、100GHz或50GHz高密度光波分复用分离器；所述的光波分合成器是200GHz、100GHz或50GHz高密度光波分复用合成器。

而且，所述的可调光衰减器的光谱响应在1500～1700纳米范围内，光功率衰减在0～60dB范围内；所述的光电接收系统的响应光频率范围在1500～1700纳米内。

而且，所述的电子传感器是任何一种能将外界物理量或化学量通过所述的电子传感器的驱动电路和输出信号处理电路转变为电压或电流的传感器。

本发明的优点和积极效果是：

本发明设计合理，其采用宽带可调谐激光器作为光源，结合光纤通讯中常用的200GHz或100GHz或50GHz高密度光纤光波分复用器(DWDM)作为传感网络的核心器件，并利用传统的电子传感器和可变光衰减器的结合而形成，该系统易于扩展，扩大了传感器的应用范围，具有应用广泛、成本低、易于安装及生产等特点，特别适合于远距离，大范围和对多个环境参量监测的应用需要。

附图说明

图1是一个三端口光波分复用分离器的示意图；

图2是一个三端口光波分复用合成器的示意图；

图3是一个三端口光波分复用分离器和合成器光波长透过率示意图；

图4是两个相邻频道入射光波的示意图；

图5是一个电子传感器的示意图；