[实用新型]一种多通道光纤光栅解调装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体设计对多点多通道光纤光栅传感阵列反射回来的光信号进行检测并分析出所探测的物理量的装置。 

背景技术

光纤光栅的物理结构会随温度或者应力有规律性的表现，伴随的是其反射的光波长的微小变化，通过检测这个波长的变动，可以解调出光纤光栅所处环境的温度或者引力情况。 

现有多通道光纤光栅解调仪普遍采用F-P（法布里-珀罗）腔作为核心光器件，其解调原理采用时域分析方法，利用F-P在不同电压下通过的波长不同而获得扫频输出，同时利用梳状滤波器获得时域上定波长脉冲。在假定光纤光栅与仪表之间无时延情况下，将光纤光栅的反射脉冲和标准具的标准脉冲进行时域比对，曲线拟合获得波长值。目前通行采用嵌入式CPU进行波长解调，其特点是开发周期短，上手容易，可靠性高，但是由于嵌入式CPU属于单线程处理器，同一时间只能完成一个通道数据处理，多通道的应用能力弱，特别是在32通道以上的应用场合。所以，目前的光纤光栅解调仪多为4、8和16通道，32通道表鲜见。多通道仪表的缺乏，造成在工程中不得不通过多台8通道或者16通道解调仪进行组合解调，这种办法会大幅度增加成本。 

随着光纤光栅在电力、桥梁、隧道、消防、铁路等多个行业的应用，分布式监测方案开始提上日程。分布式监测的核心是多点多通道同时监测，目前的仪表很难达到要求。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种多通道光纤光栅解调装置，本实用新型能扩展工程应用中的多通道应用能力，并提高测量精度和简化结构。 

本实用新型所采用的技术方案是：一种多通道光纤光栅解调装置，包括依次相连的扫频光源、光分支器和光纤光栅，光分支器的一个输出端还通过梳状滤波器接至光电解调模块，光分支器的其余输出端直接接至光电解调模块，光电解调模块还接有波长解调板。 

所述的解调装置，扫频光源包括相连的半导体光放大器和法布里-珀罗腔，法布里-珀罗腔接至光分支器。 

所述的解调装置，光分支器包括输出输入依次相连的第一一分二光分路器和第二一分二光分路器，第二一分二光分路器的一个输出端接至第一一分十六光分路器，第二一分二光分路器的第二个输出端接至第二一分十六光分路器，第一一分十六光分路器、第二一分十六光分路器接至光纤光栅，第一一分二光分路器的输入端与扫频光源相连，第一一分二光分路器的另一个输出端接至梳状滤波器，第一一分十六光分路器的一个输出端、第二一分十六光分路器的一个输出端均接至光电解调模块。 

所述的解调装置，光纤光栅包括第一光纤光栅和第二光纤光栅，第一光纤光栅与第一一分十六光分路器相连，第二光纤光栅与第二一分十六光分路器相连。 

所述的解调装置，波长解调板包括相连的现场可编程门阵列和ARM处理器。 

所述的解调装置，波长解调板接有显示板。 

所述的解调装置，所述解调装置还包括电源模块，电源模块为整个解调装置供电。 

所述的解调装置，光分支器通过光栅通道接口与光纤光栅相连。 

本实用新型的优点有： 

1.采用FPGA处理信号，比采用CPU提高处理速度32倍；同时由于FPGA对于脉冲信号的边沿锁存能力很强，降低了CPU由于软件等待的延迟，使得精度提高30%。

2.实现32通道同时处理，拓宽了解调仪的使用范围，特别适合在多通道应用时，可以大幅度降低成本。 

3.处理速度快，32通道可以同时实现50Hz处理能力，录波能力强，应用行业广。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型的信号流程图。 

图中，1：扫频光源；2：第一一分二光分路器；3：第二一分二光分路器；4：第一一分十六光分路器；5：第一光纤光栅（包括第一至十六通道）；6：第二一分十六光分路器；7：第二光纤光栅（包括第十七至三十二通道）；8：梳状滤波器；9：光电解调模块；10：波长解调板；11：以太网；12：显示板；13：电源模块；14：光栅通道接口（32通道）；15：扫频光源的半导体光放大器；16：扫频光源的法布里-珀罗腔；17：波长解调板的现场可编程逻辑门阵列；18：波长解调板的ARM处理器。 

具体实施方式