[发明专利]一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置

权利要求书

1.一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，包括一与待检测变压器绕组匹配的传感光纤、第一端与所述传感光纤相连的环形器、输出端与所述环形器第二端相连的第一起偏器、输出端与所述第一起偏器相连的调制器、输出端与所述调制器输入端相连的第一耦合器、与所述第一耦合器输入端相连的激光器、输入端与所述第一耦合器输出端相连的第二起偏器、第一输入端与所述第二起偏器输出端相连且第二输入端与所述环形器第三端相连的第二耦合器、输入端与所述第二耦合器输出端相连的光电探测器以及经AD转换器与所述光探测器相连的嵌入式计算机；所述嵌入式计算机还与所述激光器相连；

其中，所述嵌入式计算机搭载一数据采集系统，该数据采集系统包括一解调系统以及信号处理系统；

其中，所述解调系统中采样长度为32KSa，DAQ-2005数据采集卡采样率为500KSps，FIFO读取以1KSa为单位，通过32次循环将数据全部读出；令循环次数为32，并建立一个长度为32K的一维零数组作为初始数组送入读数循环；确定取数结点的外部参数，令每次读IKSample，采样通道为CH1，再利用循环体变量I在每次循环中移动1K单位的FIFO的读数指针，从而每次从取数结点读出IKSa个数据之后，循环按顺序替换对应位置的初始零数组，待全部循环完成之后，即得到32KSa的一维数据数组跳出循环；最后把数组的数据按0.1微秒的时间间隔和起始的零时刻一同构成波形簇数据，送入波形窗waveform显示；

其中所述第一耦合器为一1x2的光纤耦合器，分光比为10%：90%，工作波长为1510nm，附加损耗为0.25dB，入光口的插入损耗为0.5dB，分光比为10%的出光口的插入损耗为10dB，分光比为90%的出光口的插入损耗为0.5dB；所述第二耦合器为一个分光比为50%:50%的1x2的光纤耦合器，工作波长为1510nm，两个输出端口的耦合率分别为49.2%和50.8%，插入损耗分别为3.12dB和2.98dB。

2.根据权利要求1所述的一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，所述激光器的光源中心工作波长为1550nm，带宽为0.lnm，功率为10mW；所述激光器内设置有温控单元，该温控单元包括用于检测激光器工作温度的温度传感器以及用于调整激光器温度的制冷器。

3.根据权利要求1所述的一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，所述调制器采用铌酸锂可调电光调制器；当所述调制器外加偏置电压和触发脉冲信号时，所述调制器就打开，产生调制后的光脉冲；所述调制器上还设有用以选择不同调制脉冲宽度的脉冲选择开关。

4.根据权利要求1所述的一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，所述调制器输出的光信号经第一起偏器，并经所述环形器的第二端进入所述环形器，并从所述环形器第一端进入所述传感光纤，且所述第二端接收所述传感光纤的后向散射光，并经所述第三端进入所述第二耦合器。

5.根据权利要求4所述的一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，所述环形器的偏振模色散小于0.05ps。

6.根据权利要求1所述的一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，所述光电探测器采用InGaAs平面结构PIN探测器。

7.根据权利要求1所述的一种基于强磁场背景的光纤无线振动传感器装置，其特征在于，所述信号处理系统读取两组数据，对于每一组数据后项减前项得到的差再除以前一项的值，结果存放到前项的存储空间，再多次采样取平均，把两组处理后的数据相减。