[发明专利]一种并列式多波长多参量同时测量的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现多波长多参量同时测量的系统，属于光电子、激光和自动化测量技术领域。

背景技术

1966年，高锟首先提出光纤的概念，到1970年美国康宁公司率先拉制出损耗在20dB的光纤，使得光纤成为家喻户晓并在多领域广泛应用的传输媒介。伴随着光纤通信技术的发展，人们意识到光纤不仅可以作为光波的传播介质，而且光波在光纤中传播时，光波的振幅、相位、偏振态、波长等特征参量会随着温度、压力、磁场、电场、位移、转动等外界因素的作用而直接或间接地发生变化，因而无需任何中间级就能把外界的作用与光纤内的导光性质相联系，可作为一种新的传感元件来探测各种物理量。光纤传感技术是利用外界因素使光在光纤中传播时光强、相位、偏振态和波长等参量的变化，从而对外界因素进行检测和信号传输的技术。随着光纤拉制技术的不断提高，光纤传感被迅速的应用到航天器，生物医学，地球动力学，化学检测，民用工程以及军用监控及警告技术等多个领域。多波长多参量同时测量系统能够使光纤传感器更好的应用到人们的生产生活中。

宽带光源以及高灵敏度的探测器的出现对光纤传感技术起到了极大的推动作用。光纤从最简单的通光到实现光纤通讯、再到光纤传感，光纤的作用朝着多样化，功能化的方向发展。常见的光纤传感有很多。例如，用熊猫光纤做应力传感，用光纤光栅做温度传感，用特殊的光子晶体光纤做液体折射率的测量。多参量多波长测量系统将不同的光纤传感探头结合起来实现多个参量的同时测量。多波长多参量系统就是实现光纤传感多功能化，系统化，自动化的系统。

多参量测量系统，成功的避免了多参量交叉敏感和普通的光纤传感器参量测量单一的问题，而且将光纤传感实现系统化，集成化，自动化。拓宽了传感器的应用范围，可以根据具体的需要，级联相应的传感器。系统化的传感技术，使得传感精度大大提高。级联后的传感器与光谱分析仪和电脑相连。可以实现参量的自动化控制。

发明内容

本发明的目的在于解决传感器测量参量单一，且避免了多参量交叉敏感以及参量测量不够智能化，自动化的问题。提供了一种在传感检测中实时对多参量进行检测和反馈的系统，实现了对多参量测量实时自动化检测。本系统利用波分复用器(WDM)把传感光路分成多路，并且和计算机相连，实现了多参量同时测量并且可以远距离自动检测和反馈，最终达到自动化远距离监控多参量的目的。本发明系统也可以对同一参量实现多路光路同时检测，从而大大提高参量检测的准确度和速度。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

多参量实时自动化检测系统包括第一宽带光源(1)、第二宽带光源(2)、第一WDM(3)、第二WDM(7)、第三WDM(10)、第四WDM(12)、光谱分析仪(4)、计算机(5)、3dB耦合器(6)、第一敏感光纤(8)、第二敏感光纤(9)、第三敏感光纤(11)、第四敏感光纤(13)。

第一宽带光源(1)和第二宽带光源(2)并联设置，第一宽带光源(1)和第二宽带光源(2)均与第一WDM(3)连接，第一宽带光源(1)、第二宽带光源(2)和第一WDM(3)构成波分复用的过程；第一WDM(3)通过3dB耦合器(6)连接第二WDM(7)和第三WDM(10)，第二WDM(7)和第三WDM(10)为并列关系，3dB耦合器(6)与第二WDM(7)连接，第一敏感光纤(8)和第二敏感光纤(9)通过并联的方式连接在第二WDM(7)上；第三WDM(10)和第三敏感光纤(11)连接，第三WDM(10)和第四WDM(12)连接，第四WDM(12)和第四敏感光纤(13)连接，第N个WDM连接第N-1个WDM，第N个WDM连接第N个敏感光纤，N取正整数。3dB耦合器(6)将第二WDM(7)和第三WDM(10)中返回来的光谱传入光谱分析仪(4)；光谱分析仪(4)与计算机(5)连接；

连接的WDM的个数N以及WDM后所连的敏感光纤的个数N都根据所需探测的参量决定。

根据敏感光纤的种类接入不同的光源。

用户通过光谱分析仪(4)上的光谱观察敏感光纤周围的情况，也能通过计算机(5)上显示出来的外界参量的值对所监控的参量有直观的展示。