[发明专利]一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置

权利要求书

1.一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其结构包括高稳定光源与调制模块(1)、集成多通道光纤光栅谐振腔(2)、随机码调制解调模块(3)、正交解调模块(4)，其特征在于：所述高稳定光源与调制模块(1)通过单模光纤依次与单模光纤环路器(001)、偏振态控制器(003)、所述集成多通道光纤光栅谐振腔(2)连接，单模光纤环路器(001)的另一端通过单模光纤依次与所述随机码调制解调模块(3)、光电探测器(006)连接，光电探测器(006)依次与所述正交解调模块(4)、数据采集卡(010)、PID控制器(009)、高稳定光源与所述调制模块(1)连接，数据采集卡(010)的另一端与控制计算机(011)连接，所述随机码调制解调模块(3)分别与信号发生器(007)、数据采集卡(010)相连，所述正交解调模块(4)的另一端通过-90°移相器(008)与信号发生器(007)连接。

2.根据权利要求1所述的一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其特征在于：所述随机码调制解调模块(3)接收信号发生器(007)的正弦信号、数据采集卡(010)的随机码延时控制信号；所述光电探测器(006)为带平滑滤波的抗混叠平衡光电探测器。

3.根据权利要求1所述的一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其特征在于：所述高稳定光源与调制模块(1)的结构由窄线宽激光器(101)通过单模光纤依次与单模光纤隔离器(103)、相位调制器(105)相连构成，窄线宽激光器(101)的线宽小于1MHz，同时在一定范围内接受来自外部控制信号的控制，对输出激光的波长进行控制。

4.根据权利要求3所述的一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其特征在于：所述集成多通道光纤光栅谐振腔(2)由单模1×N耦合器(201)通过单模光纤与若干光纤光栅法布里-泊罗谐振腔(203)连接构成，光纤光栅法布里-泊罗谐振腔(203)的谐振特性在窄线宽激光器(101)可调谐的范围内，此处所用的单模光纤每根长度不等，数量与光纤光栅法布里-泊罗谐振腔(203)数目相同。

5.根据权利要求1所述的一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其特征在于：所述随机码调制解调模块(3)包括随机码产生器(301)、延时器(302)、乘法器(303)、单模光纤相位调制器(304)、单模光纤；随机码产生器(301)产生的伪随机相位噪声码是最大长度序列码，输出信号在±π之间跳变；由随机码产生器(301)产生的伪随机码序列与所述信号发生器(007)的调制信号经过乘法器(303)混频后对相位调制器(105)进行调制；由随机码产生器(301)产生的伪随机码序列经过信号延时器(302)后对相位调制器(304)进行调制。

6.根据权利要求1所述的一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其特征在于：所述正交解调模块(4)包括模拟/数字转换模块A/D(401)、第一乘法器(402)、第一低通滤波器(404)、第一平方运算器(406)、第二乘法器(403)、第二低通滤波器(405)、第二平方运算器(407)、加法器(408)、平方根运算器(409)，所述信号发生器(007)与模拟/数字转换模块A/D(401)的信号同时输入第一乘法器(402)并依次与第一低通滤波器(404)、第一平方运算器(406)、加法器(408)、平方根运算器(409)连接，所述-90°移相器(008)与模拟/数字转换模块A/D(401)的信号同时输入第二乘法器(403)，并依次与第二低通滤波器(405)、第二平方运算器(407)、加法器(408)相连；第一低通滤波器(404)与第二低通滤波器(405)相同；平方根运算器(409)与所述数据采集卡(010)相连；所述正交解调模块(4)使用软件解调方法进行解调。

7.根据权利要求1所述的一种使用伪随机码码分复用的PDH多传感器应变测量装置，其特征在于：由所述正交解调模块(4)的模拟/数字转换模块A/D(401)转换后的信号为窄带信号，信号S_in满足下式

或者

S_in＝P_DC-P₀Im{F(ω)}sin(Ωt)

其中，P_DC为输入信号的直流项，P₀为增益倍数，与输入激光强度有关，F(ω)为光纤光栅谐振腔的反射函数，Ω为调制频率，β为调制深度。