[发明专利]基于双波长的安全型列车计轴系统及方法

权利要求书

1.一种基于双波长的安全型列车计轴系统，其特征在于：它包括宽带光纤光栅组和解调仪(3)，所述宽带光纤光栅组包括第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)和第三宽带光纤光栅(1.2)，所述第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)、第三宽带光纤光栅(1.2)分别与各自对应的应变片(4)粘接，三个应变片(4)再粘接在轨腰上，且第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)、第三宽带光纤光栅(1.2)位于同一条直线上；

所述解调仪(3)包括光源控制板(5)、DFB激光器(6)、一分二耦合器A(7)、第一光电转换模块(9)、二分三耦合器(10)、光环形器(11)、第二光电转换模块(12)、主控制板(13)、一分二耦合器B(16)、一分二耦合器C(17)；

所述光源控制板(5)用于控制DFB激光器(6)输出两束波长不同的单一波长连续光，其中第一束单一波长的连续光经过第一个一分二耦合器A(7)分成两路，一路经由对应的第一窄线宽滤波器(20)传输给第一光电转换模块(9)转换为电信号，并由光源控制板(5)进行光源自检，另一路经由二分三耦合器(10)、光环形器(11)分别传输给第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)和第三宽带光纤光栅(1.2)；

DFB激光器(6)输出的第二束单一波长连续光经过第二个一分二耦合器A(7)分成两路，一路经由对应的第二窄线宽滤波器(21)传输给第一光电转换模块(9)转换为电信号，并由光源控制板(5)进行光源自检，另一路经由二分三耦合器(10)、光环形器(11)分别传输给第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)和第三宽带光纤光栅(1.2)；

所述第一窄线宽滤波器(20)的波长与第一束单一波长的连续光的波长相等，第二窄线宽滤波器(21)的波长与第二束单一波长的连续光的波长相等；

第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)和第三宽带光纤光栅(1.2)中的光栅分别对两束单一波长连续光中与光栅对应的光强进行调制，当列车驶过时，应力经由铁轨传输至宽带光纤光栅组上时，光栅反射光的中心波长发生偏移，两束单一波长连续光的反射光强随之发生规律变化；

第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)和第三宽带光纤光栅(1.2)输出的三束反射光分别依次通过光环形器(11)、一分二耦合器B(16)、一分二耦合器C(17)后分别分成两路进入对应的第一光滤波器(8)和第二光滤波器(19)进行滤波，并得到每个宽带光纤光栅发出的与第一束单一波长的连续光对应的反射光，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光；

第一光滤波器(8)的中心波长与第一束单一波长的连续光的波长相等，且具有一定光谱宽度，但不会使第二束单一波长的连续光通过；第二光滤波器(19)的中心波长与第二束单一波长的连续光的波长相等，且具有一定光谱宽度，但不会使第一束单一波长的连续光通过；

第二光电转换模块(12)用于将第一束单一波长的连续光对应的反射光，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光转换为第一束单一波长的连续光对应的反射光电信号，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光电信号；

主控制板(13)用于根据三个宽带光纤光栅发出的与第一束单一波长的连续光对应的反射光电信号，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光电信号得到三个宽带光纤光栅处的轨道应变信息，根据列车来临时三个宽带光纤光栅处的应变及应变信号的先后顺序进行列车计轴；

它还包括第三光电转换模块(14)、辅控制板(15)和一分二耦合器D(18)，第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)和第三宽带光纤光栅(1.2)输出的三束反射光分别依次通过光环形器(11)、一分二耦合器B(16)、一分二耦合器D(18)后分别分成两路进入对应的第一光滤波器(8)和第二光滤波器(19)进行滤波，并得到每个宽带光纤光栅发出的与第一束单一波长的连续光对应的反射光，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光；

第三光电转换模块(14)用于将与第一束单一波长的连续光对应的反射光，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光转换为与第一束单一波长的连续光对应的反射光电信号，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光电信号；

辅控制板(15)用于根据三个宽带光纤光栅发出的与第一束单一波长的连续光对应的反射光电信号，和与第二束单一波长的连续光对应的反射光电信号得到三个宽带光纤光栅处的轨道应变信息，根据列车来临时三个宽带光纤光栅处的应变及应变信号的先后顺序进行列车计轴；

所述DFB激光器(6)输出的第一束单一波长的连续光的波长等于第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)、第三宽带光纤光栅(1.2)反射光谱的波峰；

所述DFB激光器(6)输出的第二束单一波长的连续光的波长等于第一宽带光纤光栅(1)、第二宽带光纤光栅(1.1)、第三宽带光纤光栅(1.2)反射光谱的右侧波谷。