[发明专利]基于边沿滤波的安全型轨道交通计轴系统及方法

权利要求书

1.一种基于边沿滤波的安全型轨道交通计轴系统，其特征在于：它包括光纤光栅传感器组和解调仪(3)，光纤光栅传感器组包括第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(1.2)，第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(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，且第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(1.2)位于同一条直线上；

所述解调仪(3)包括光源控制板(5)、ASE光源(6)、一分二耦合器A(7)、宽带滤波器(8)、第一光电转换器(9)、一分三耦合器(10)、光环形器(11)、一分二耦合器B(13)、第一线性滤波器(14)、第二光电转换器(15)、主控制板(16)和一分二耦合器C(18)；

光源控制板(5)用于控制ASE光源(6)输出C波段内的连续光，该C波段内的连续光经一分二耦合器A(7)分为两路，一路C波段内的连续光经过宽带滤波器(8)传输给第一光电转换器(9)转换为电信号，并由光源控制板(5)进行光源自检，另一路C波段内的连续光依次经由一分三耦合器(10)、光环形器(11)分别传输给第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(1.2)；

第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(1.2)中的光栅分别对C波段内的连续光的波长中与光栅对应的光强进行调制，当列车驶过时，应变经由铁轨传输至光纤光栅传感器组上时，光栅反射光的中心波长发生偏移，C波段内的连续光的反射光强随之发生规律变化；

第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(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(13)和一分二耦合器C(18)后分成两路，一路反射光由第一线性滤波器(14)进行边沿滤波调制，得到反射光调制信号，该反射光调制信号的光强与应变大小成正比，第二光电转换器(15)将与三个光纤光栅传感器对应的三个反射光调制信号转换为相应的三个反射光调制电信号，另一路反射光直接进入第二光电转换器(15)，第二光电转换器(15)将三个光纤光栅传感器发出的反射光转换为三个反射光参考电信号；

主控制板(16)将三个反射光调制电信号与对应的三个反射光参考电信号做比值，得到三个比值电信号，通过三个比值电信号解析出此时三个光纤光栅传感器对应的波长值，进而解调出此时三个光纤光栅传感器的应变值，根据列车来临时三个光纤光栅传感器的应变信号及应变信号的先后顺序进行列车计轴；

它还包括辅控制板(12)、第三光电转换器(17)、一分二耦合器D(19)和第二线性滤波器(20)，第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(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(13)和一分二耦合器D(19)后分成两路，一路反射光由第二线性滤波器(20)进行边沿滤波调制，另一路反射光通过第四线性滤波器进行边沿滤波调制后进入第三光电转换器(17)，第二线性滤波器(20)的透射率在选用波段内单调上升，第四线性滤波器的透射率在选用波段内单调下降，第三光电转换器(17)将与三个光纤光栅传感器对应的三个反射光调制信号转换为相应的三个反射光调制电信号，第三光电转换器(17)将三个光纤光栅传感器发出的反射光转换为三个反射光参考电信号；

辅控制板(12)将三个反射光调制电信号与对应的三个反射光参考电信号做比值，得到三个比值电信号，通过三个比值电信号解析出此时三个光纤光栅传感器对应的波长值，进而解调出此时三个光纤光栅传感器的应变值，根据列车来临时三个光纤光栅传感器的应变信号及应变信号的先后顺序进行列车计轴；

所述主控制板(16)输出的列车计轴结果与辅控制板(12)输出的列车计轴结果进行比较，如果结果相同，则主控制板(16)输出列车计轴结果，如果结果不同，则主控制板(16)报警。

2.根据权利要求1所述的基于边沿滤波的安全型轨道交通计轴系统，其特征在于：所述第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(1.2)均为普通的光纤Bragg光栅；

第一光纤光栅传感器(1)、第二光纤光栅传感器(1.1)和第三光纤光栅传感器(1.2)的中心波长在滤波器单调变化范围内。