[发明专利]一种多功能光纤光栅解调仪及其解调方法

权利要求书

1.一种多功能光纤光栅解调仪，其特征在于：该光纤光栅解调仪包括有电源模块(7)、SOA光源(4)、FP滤波器(3)、标准具(5)、光耦合器(2)、采集电路(6)和控制器(8)；

光纤光栅传感器(1)与光耦合器(2)连接，光耦合器(2)与采集电路(6)连接；光耦合器(2)通过FP滤波器(3)与SOA光源(4)连接；

采集电路(6)与控制器(8)连接；

采集电路(6)通过标准具(5)与FP滤波器(3)连接；

所述控制器(8)和SOA光源(4)与电源模块(7)连接。

2.根据权利要求1所述的多功能光纤光栅解调仪，其特征在于：该光纤光栅解调仪还包括有无线4G模块(11)、存储器(14)、显示屏(9)、GPS定位模块(10)、以太网(12)和RS232通信模块(13)；

所述无线4G模块(11)、存储器(14)、显示屏(9)、GPS定位模块(10)、以太网(12)和RS232通信模块(13)与控制器(8)连接。

3.一种多功能光纤光栅解调仪的解调方法，其特征在于：SOA光源(4)发出的光进入FP滤波器(3)，在锯齿波扫描电压的作用下，不同波长的光信号周期性地通过FP滤波器(3)，然后经耦合器分成两个支路；

其中一路90％的光经耦合器入射到传感光栅阵列中，阵列中所有光栅的布拉格反射波长全部在FP滤波器(3)的扫描范围内，并且每个光栅的反射波长都不相同，以避免信号串扰；

另一路约10％的光则经耦合器入射到FP标准具中，该支路用来对FP滤波器(3)进行校准，以消除FP滤波器(3)腔长漂移对测量精度造成的影响；

在传感光栅通道中，当FP滤波器(3)的扫描波长与光纤光栅的反射波长相等时，光电检测器探测到的光能量最大；此时，采集光电检测器输出的电信号，当电信号最大时，记录相应的锯齿波电压，然后根据锯齿波电压与波长的关系得到反射波长的值。

4.根据权利要求3所述的多功能光纤光栅解调仪的解调方法，其特征在于：根据锯齿波电压与波长的关系得到反射波长值的方法是通过相邻两个脉冲峰值，相邻两个脉冲峰值即标准具栅格峰值，相邻两个脉冲峰值来对应的时间来计算测量FBG传感器测得的波长值；

即已知测量FBG峰值时间t_i，参考FBG峰值时间t_r，标准具各峰值时间t₁、t₂、t₃……，参考FBG波长，标准具峰值波长；求测量FBG测得的波长值；步骤如下：

1)查找与t_i最接近的两个标准具峰值时间；

2)t_r对应时刻波长为λ_r，根据标准具的产品信息、标准具输出峰值时间与参考FBG峰值时间关系查找各时刻对应的波长值λ₁、λ₂、λ₃……；

3)插值计算；

若查找到与t_i最接近标准具峰值时间为t_a、t_b，对应的波长为λ_a、λ_b，则线性插值公式如下：

利用线性差值公式算得测量FBG的中心波长为：

从而达到传感信号解调的目的，通过波长与物理量的转换系数进行物理量的计算。

5.根据权利要求4所述的多功能光纤光栅解调仪的解调方法，其特征在于：所述物理量为位移、压力或温度的值。