[发明专利]一种基于光纤光栅的超前预控系统

权利要求书

1.一种基于光纤光栅的超前预控系统，包括宽带光源（13）、隔离器（14）、微处理器（20）以及与微处理器（20）相连接的显示屏（21）；其中隔离器（14）连接在宽带光源（13）的出射端；其特征在于，还包括至少一个测量单元；每个测量单元均包括信号传输和解调模块以及多个预控装置；所述预控装置包括顶部带有盒盖（1）的盒体（3）、通过一对弹性横梁固定端（9）水平固定在盒体（3）两相对内壁之间的弹性横梁（8）以及设置在弹性横梁（8）和盒盖（1）之间的应力传感器部分；所述应力传感器部分包括水平设置的支撑杆底板（4）、顺次连接在支撑杆底板（4）一侧的支撑杆（5）、支撑杆顶片（6）以及传感光纤（7）；所述传感光纤（7）上刻有光纤光栅的部分与支撑杆顶片（6）紧贴，二者之间存在有预应力；盒盖（1）下表面和弹性横梁（8）的上表面之间构成一对安装面，所述传感光纤（7）和支撑杆底板（4）分别固定于这一对安装面上且传感光纤（7）的两端均伸出盒体（3）相对的两个侧壁；盒体（3）的底部固定在电气设备顶板（12）上；多个预控装置通过其上的传感光纤（7）顺次连接成列；

所述信号传输和解调模块包括环行器（15）、与环形器（15）的第二端口顺次连接的AWG阵列波导光栅（16）、光电探测器（17）、滤波放大模块（18）和A/D转换模块（19）；所述A/D转换模块（19）与微处理器（20）信号输入端相连接；环形器（15）的第一端口用于引入经隔离器（14）所输出的宽带信号；环形器（15）的第三端口与位于端部的预控装置上的传感光纤（7）的一端相连接。

2.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，所述测量单元为一个时，该测量单元的环形器第一端口直接与隔离器（14）相连接，构成单通道结构。

3.如权利要求1所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，所述测量单元为多个时，隔离器（14）的输出端连接有耦合器（26），多个测量单元的环形器第一端口分别与耦合器（26）的多个输出端口连接，构成多通道结构。

4.如权利要求1~3任一项所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，应力传感器部分采用上置结构：支撑杆底板（4）采用瞬干胶粘接或螺钉固定的方式固定于弹性横梁（8）上方，支撑杆（5）下端固定于支撑杆底板（4）上，支撑杆顶片（6）固定于支撑杆（5）上端，传感光纤（7）水平铺设在盒盖（1）的下表面并与盒盖（1）紧贴。

5.如权利要求1~3任一项所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，应力传感器部分采用下置结构，支撑杆底板（4）采用瞬干胶粘接或螺钉固定的方式固定于盒盖（1）下方，支撑杆（5）上端固定于支撑杆底板（4）上，支撑杆（5）下端悬挂支撑杆顶片（6），传感光纤（7）水平铺设在弹性横梁（8）的上表面并与弹性横梁（8）紧贴。

6.如权利要求1~3任一项所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，微处理器（20）还通过CAN总线接口（22）、USB接口（23）、Zigbee接口（24）、以太网接口（25）与外部通讯。

7.如权利要求1~3任一项所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，所述预控装置中盒盖（1）、盒体（3）和弹性横梁（8）采用木材或塑胶，传感光纤（7）为普通单模光纤，支撑杆（5）为弹簧；传感光纤（7）两端通过光纤法兰接头（10）固定于盒体（3）的侧壁之上。

8.如权利要求7所述的一种基于光纤光栅的超前预控系统，其特征在于，光纤法兰接头（10）也可用光纤护套代替，并留出一段不少于10cm的光纤穿过光纤护套以备熔接。