[实用新型]可调谐光源的光纤光栅波长解调装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤光栅传感器波长解调领域，尤其是涉及一种光纤光 栅传感器解调装置。

背景技术

在现有的技术中，光纤光栅解调装置是实现对光纤光栅传感器波长偏移 量检测的主要装置。该装置的搭建有不同的方法，比如可调谐F-P滤波器的 解调方法,该方法由A.D.Kersey等在1993年提出(A.D.Kersey,T.A. Berkoff,andW.W.Morey.MultiplexedfiberBragggrating strain-sensorsystemwithafiberFabry–Perotwavelength filter[J].OpticsLetters,1993,18(16):1370-1372)，经过多年的发展， 该方法是目前比较成熟、实用的技术。该技术中应用了可调谐F-P滤波器， 成本较高。同时滤波器的核心器件是PZT压电陶瓷(锆钛酸铅)，PZT响应速 度较慢，具有非线性特点；F-P标准具透射中心波长随环境温度变化而发生 变化(王拥军，刘永超，张靖涛，等.高速高分辨率光纤布拉格光栅传感系 统的解调技术[J].中国激光,2013(02).)：影响了可调谐F-P滤波器解调 装置的精度和对环境温度的耐受性。

为了使装置在环境温度变化时能够保持较好的稳定性，我们提出了一种 新的光纤光栅解调方法，制作了光纤光栅解调装置。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种光纤光栅解调方法和装置，用于对 光纤光栅传感器的波长偏移量进行检测，使解调装置处于温度波动的的环境 中时，依然具有较好的稳定性和较高的精确度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提供的光纤光栅解调装置包括：光源、光分路器、气体模块、 光环行器、光纤光栅传感器、光电探测模块、数据采集模块、计算机等部分。

光源：采用可调谐DFB(分布反馈式)窄带光源,该光源可实现波长自动 调谐；

光分路器：利用光分路器，将光源发出的光分成3路，分别进入不同的 支路中：第1路光直接进入光电探测模块，第2路经过气体模块吸收后，进 入光电探测模块，第3路光脉冲经环形器进入光纤光栅传感器，经光纤光栅 传感器反射回窄带脉冲，再次经过环形器，进入光电探测模块；

气体模块：模块包括气室、准直器，尾纤及机械结构；气室内部充入气 体，气体吸收特定波长的谱线，光源在调谐波长中，发出的谱线扫过这些特 定波长的点，利用这些吸收谱线在时间轴上的位置，可对光源的输出波长的 拟合；

光环行器：用来将光源发出的光发送到待检测物体并收集反射信号光， 当光源功率较大时，也可采用光纤耦合器替代；

光纤光栅传感器：其周围环境的温度，所受的应变会使其反射的中心波 长发生偏移，利用偏移量，可以实现对周围温度、应变等物理参量的测定；

光电探测模块：该模块由光电探测器和信号处理两部分构成。光电探测 器可以将光纤中的光信号转化到电信号，信号处理部分并对转化后的信号进 行放大、去噪等处理，提升信号质量；

数据采集模块：对光电探测电路输出的电信号进行采集，将模拟信号转 化成数字信号，传输入计算机中进行处理；

计算机：用于对接收的信号进行分析、处理，根据一定的算法，实现光 纤光栅传感器波长量的解调。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，光纤光 栅解调装置可应用于温度波动的环境中，并具有较高的精确度；同时还具有 结构简单，维修方便，加工成本低、生产效率高等优点。

该装置可用于对光纤光栅传感器的波长偏移量的检测，实现对光纤光栅 传感器所受温度和应变等物理量的反演；采用了气体模块，气体吸收特定波 长的光谱，并且吸收谱线的波长不随温度的变化而变化，所以该装置对于温 度具有一定的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中气体模块的结构示意图。

图中：1光源，2分路器，3环形器，4光纤光栅传感器，5气体模块，6 光电探测模块，7数据采集模块，8计算机，9尾纤，10C-lens透镜准直 器，11夹持器，12气室，13气室夹具，14底座。

具体实施方式