[实用新型]一种同步多通道光纤光栅传感解调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、化工、煤层气、武器系统的结构分析、高速的振动分析等领域，具体而言，涉及一种同步多通道光纤光栅传感解调系统。 

背景技术

光纤光栅传感是通过探测信号波长的漂移量来测量被测参数如应变、温度、压力、超声波、加速度等的变化，实现的是一种绝对测量的方法，因此，如何对传感信号进行解调是其实用化的关键技术。目前常用的解调方法有可调谐滤波器法、Mach-Zehnder干涉仪法、光纤光栅匹配法和边缘滤波器法等，这些方法要么只能用于静态或者慢变化信号的测量，要么成本较高，而且皆不利于实现多点振动传感信号的准分布式测量。 

目前市场上除了国外少数几家具备高、低速的FBG（Fiber Bragg Grating，光纤布拉格光栅）分析仪，但成本高，并非真正意义同步，而且价格高，速度还不够快，国内也有少数几家在研究基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微机电系统）的FBG解调仪，但不成熟，机理上也不可靠，实用价值低。鉴于目前煤层气等领域的特殊情况，都对中低速、性能稳定可靠、价格低廉有巨大需求（保证一口井一台便于实时监测）。结合FBG传感的优越性及AWG（Arrayed Waveguide Grating，阵列波导光栅）的成熟价廉，有必要研制基于频分复用的阵列波导光栅AWG的各种速率兼顾，同时可靠价廉的多通道光纤光栅传感解调系统。 

实用新型内容

本实用新型提供一种同步多通道光纤光栅传感解调系统，用以实现光纤 光栅波长的同步多通道处理和解调。 

为达到上述目的，本实用新型提供了一种同步多通道光纤光栅传感解调系统，其包括：宽带光源、多个阵列波导光栅、光纤、多路光耦合器、多个光环形器、光电PIN探测器阵列、信号处理模块以及计算机，其中： 

宽带光源的输出端与多路光耦合器的输入端相连接； 

每一光环形器的第一端与多路光耦合器的输出端相连接，多路光耦合器的输出端对应一通道待测光纤布拉格光栅，每一光环形器的第二端与一待测光纤布拉格光栅相连接，每一光环形器的第三端与一阵列波导光栅的输入端相连接； 

光纤连接在一阵列波导光栅的输出端与一光电PIN探测器阵列的输入端之间，光电PIN探测器阵列的输出端与信号处理模块相连接，光电PIN探测器阵列将接收的光信号转换为电信号并发送给信号处理模块； 

信号处理模块与计算机相连接，信号处理模块对接收的电信号进行预处理并将拟合结果发送给计算机。 

较佳的，信号处理模块包括依次相连接的模拟信号调理单元、多片AD转换器、现场可编程门阵列、数字信号处理器和通信接口，模拟信号调理单元与光电PIN探测器阵列相连接，通信接口与计算机相连接，多片AD转换器由现场可编程门阵列采用同一时钟源同步触发。 

较佳的，模拟信号调理单元包括依次相连的两级运放和模拟信号除法器。 

较佳的，通信接口为以太网数据接口。 

较佳的，现场可编程门阵列采用EP3C50，数字信号处理器采用TMS320C6713。 

较佳的，宽带光源为ASE光源或者SLED光源。 

较佳的，阵列波导光栅的信道间隔为100GHz，波长间隔为0.8nm。 

上述实施例中的高速同步多通道光纤光栅传感解调系统可以实现传感信息的高速解调，而且具有较高的解调精度，成本较低，可以满足煤层气等领域的高低速同步振动分析。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型一实施例的同步多通道光纤光栅传感解调系统示意图； 

图2为本实用新型一实施例的信号处理模块结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。