[发明专利]一种低反射能量光纤光栅的检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种低反射能量光纤光栅的检测方法，该方法适用于一光纤光栅检测及测量系统，该系统由宽带光源、高速光开关一、衰耗器一、环形器、光缆、光纤光栅、衰耗器二、高速光开关二、跟踪滤波器、解调仪、逻辑控制器组成。使用两个高速光开关，对发射光和反射光进行高精度的时域控制，并利用跟踪滤波器，对光纤光栅反射光进行特定波段滤波处理，结合背景噪声抑制技术，可实现低反射能量光纤光栅波长的稳定识别及距离精确测量。该技术具有结构简单，低成本，检测准确性高等特点。

技术领域

本发明涉及一种低能量反射光纤光栅的检测方法，属于光纤通信以及光纤 光栅传感器领域，可实现对低能量反射光纤光栅的检测和识别。

背景技术

随着光纤传感技术的不断发展，光纤光栅被大量使用，广泛应用于多种物 理量测量的传感领域，以及通信环节等。目前光纤光栅检测系统主要受限于解 调仪的动态响应性能、信号解调及噪声处理技术，使得光纤光栅的使用受限， 比如在远距离，或者是有大衰耗场合使用时，由于光纤光栅的反射能量值较低， 造成第低能量反射光纤光栅的检测和识别困难。

在现有技术中，需要两个光纤光栅传感器、波长解调器、密集波分解复用 器及光电探测器等，组成多通道光纤光栅传感装置，来实现对传感器的检测。 这种装置，不仅调谐技术成本高，而且系统复杂。现有技术中也有其它替代方 法，比如采用宽带光源，成对使用的串联在一起的光纤光栅实现对光纤光栅反 射的波长变化的线性关系，来实现探测。以上装置和检测方法对包含有大量的 光纤光栅传感器的光纤的进行检测时，多个光栅之间经常出现串扰，并且其探 测距离有限，不能很好地应用于复杂的长距离光纤光栅网络中。

另外的现有技术方案包括：为了在具有大光纤光栅传感器的光纤中实现对 光纤光栅的检测，通过设置两对SOA高速光电开关和信号发生器的方式，采 用时分复用和波分复用相结合的方式，实现对大量光想光栅传感器的探测，但 是，这一设置方式系统结构复杂，且对其容易受环境及光纤自身弯曲、折损等 因素的影响，造成检测到的曲线相互叠加严重，从而影响传感器的探测精度， 且容易造成误读。

基于上述现有技术中存在的问题，如果能在不增加太大投入的前提下，识 别到更远距离的FBG，将有效提高FBG解调仪的利用率和降低成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种低反射能量光纤 光栅的检测和识别系统及方法，可大大提高光纤光栅的检测距离及识别精度， 扩大了光纤光栅的可使用范围。具体而言，本发明提供了以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种低反射能量光纤光栅检测系统，所述系统包含： 宽带光源、高速光开关一、衰耗器一、环形器、光缆、光纤光栅串、衰耗器二、 高速光开关二、跟踪滤波器、解调仪以及逻辑控制器；

所述宽带光源、高速光开关一、衰耗器一与环形器相连；所述解调仪、跟 踪滤波器、高速光开关二、衰耗器二与环形器相连；所述环形器与光缆相连， 所述光纤光栅置于光缆的光纤中；所述逻辑控制器分别与宽带光源、高速光开 关一、衰耗器一、衰耗器二、高速光开关二、跟踪滤波器和解调仪相连，并对 这些部件进行逻辑控制；所述光纤光栅串由多个不同波长的光纤光栅组成，串 接在光纤中。

优选地，通过所述高速光开关一对发射光进行控制，形成一段固定脉宽的 探测光，随后通过控制高速光开光二的通断时间延迟，选择性的接收某一时间 延时后的反射光脉冲。不同的时间延迟，则对应不同的反射距离。

优选地，通过所述衰耗器一、衰耗器二，根据不同探测距离的远近，对宽 带光源发出的光强进行调节，使得解调仪可接收到合适的反射光强。

优选地，逻辑控制器实时读取解调仪检测到的光功率信号，根据所述光功 率信号的强弱实时调节衰耗器一和衰耗器二的衰耗幅度，通过反馈控制，使得 解调仪始终可以获取到稳定的光功率，从而可提高识别的稳定性和准确性。