[发明专利]宇航用光纤光栅传感系统及方法

权利要求书

1.一种宇航用光纤光栅传感系统，其特征在于包括：光纤光栅解调仪、光纤光栅传感器探头和传输光缆；其中，

所述光纤光栅解调仪发出的光通过所述传输光缆传输给所述光纤光栅传感器探头，所述光纤光栅传感器探头将包含待测结构的温度或应变量的光信号反射回所述光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪对反射回的光信号进行处理得到待测结构的温度或应变量。

2.根据权利要求1所述的宇航用光纤光栅传感系统，其特征在于：所述光纤光栅解调仪包括壳体、电路系统和光学测量系统；其中，

所述电路系统和所述光学测量系统均设置于所述壳体内；

所述电路系统和所述光学测量系统相连接，所述光学测量系统发出的光通过所述传输光缆传输给所述光纤光栅传感器探头，所述光纤光栅传感器探头将包含待测结构的温度或应变量的光信号反射回所述光学测量系统，所述电路系统对反射回的光信号进行处理得到待测结构的温度或应变量。

3.根据权利要求2所述的宇航用光纤光栅传感系统，其特征在于：所述电路系统包括二次电源电路和光路控制及信号采集处理电路；其中，

所述二次电源电路对供电电压转换，同时接收外部系统的控制信号并用于控制光纤光栅解调仪的开关机；

所述光路控制及信号采集处理电路用于对光学测量系统的控制及电信号采集和处理得到待测结构的温度或应变量。

4.根据权利要求3所述的宇航用光纤光栅传感系统，其特征在于：所述光学测量系统包括光源、光纤耦合器、光谱检测模块、光开关、中心波长校准单元和光纤连接器；其中，

所述光源发射出光源并通过所述光纤耦合器分别传输给所述光开关和中心波长校准单元；

所述中心波长校准单元根据其自身的波长对所述光学测量系统的测量偏差进行实时校准；

所述光开关对来自所述光纤耦合器的光谱进行通道间的分时复用处理，并将处理后的光谱传输给所述光纤连接器；

所述光纤连接器将处理后的光谱通过所述传输光纤传输给所述光纤光栅传感器探头；

所述光纤光栅传感器探头将处理后的光谱转换为包含待测结构的温度或应变量的光信号并反射回所述光纤连接器，再依次通过光开关和耦合器传输到所述光谱检测模块；

所述光谱检测模块将包含待测结构的温度或应变量的光信号进行光电转换得到电信号。

5.根据权利要求3所述的宇航用光纤光栅传感系统，其特征在于：所述二次电源电路包括：抗辐照滤波器、抗辐照电源模块和继电器；其中，所述抗辐照滤波器对外部电源进行滤波处理；所述抗辐照电源模块实现电源电压的转换；所述继电器接收外部信号，实现所述光纤光栅解调仪的开关机控制。

6.根据权利要求4所述的宇航用光纤光栅传感系统，其特征在于：所述光路控制及信号采集处理电路包括：抗辐照FPGA芯片、抗辐照DSP芯片、输入信号调理电路、模数转换电路、通信接口电路、抗辐照FPGA配置芯片、抗辐照程序存储器、光开关驱动电路和宽带光源驱动电路；其中，所述抗辐照FPGA芯片为所述光谱检测模块提供控制信号，所述光谱检测模块为所述抗辐照FPGA芯片提供应答信号；所述模数转换电路对所述光谱检测模块的模拟电信号进行采集，并将模拟电信号转换为数字电信号发送给所述抗辐照FPGA芯片；所述抗辐照FPGA芯片接收到所述模数转换电路的数字电信号，进行预处理后，发送给所述抗辐照DSP芯片进行解调运算处理，并将运算结果通过所述通信接口电路发送给外部设备；所述抗辐照FPGA配置芯片在所述光路控制及信号采集处理电路通电时将配置信息传输给所述抗辐照FPGA；所述抗辐照程序存储器在所述光路控制及信号采集处理电路通电时将运行指令传输给所述抗辐照DSP芯片；所述宽带光源驱动电路为所述光源提供稳定的驱动电流和温控功能；所述光开关驱动电路对所述光开关进行驱动控制，实现光路通道的切换。