[发明专利]一种多功能光纤光栅解调仪及其解调方法

说明书

本发明及一种多功能光纤光栅解调仪及其解调方法，属于结构健康监测技术领域。该光纤光栅解调仪包括有电源模块、SOA光源、FP滤波器、标准具、光耦合器、采集电路和控制器；光纤光栅传感器与光耦合器连接，光耦合器与采集电路连接；光耦合器通过FP滤波器与SOA光源连接；采集电路与控制器连接；采集电路通过标准具与FP滤波器连接；所述控制器和SOA光源与电源模块连接。在实现光纤光栅的采集功能基础上，保留传统有线通信接口增加无线远程数据传输功能；设备位置信息的查询功能；本地设备的显示功能；本地存储功能。

技术领域

本发明涉及一种多功能光纤光栅解调仪及其解调方法，属于结构健康监测技术领域。

背景技术

传统多通道光纤光栅解调仪的功能较单一，大部分产品仅支持光纤光栅传感器波长的采集功能，传输接口多为本地网口，传输方式单一，需依赖计算机软件进行数据展示，无法自动采集存储和数据显示，也无法直接获取设备安装的地理位置信息，存在一定的局限性。

发明内容

本发明目的在于提供一种多功能光纤光栅解调仪及其解调方法，可实现无线、有线多种传输方式，本地存储、数据显示功能，具有很高的工程实用性。

本发明要解决的技术问题就在于：(1)在实现光纤光栅的采集功能基础上，保留传统有线通信接口增加无线远程数据传输功能；(2)设备位置信息的查询功能；(3)本地设备的显示功能；(4)本地存储功能。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种多功能光纤光栅解调仪，该光纤光栅解调仪包括有电源模块、SOA光源、FP滤波器、标准具、光耦合器、采集电路和控制器；

光纤光栅传感器与光耦合器连接，光耦合器与采集电路连接；光耦合器通过FP滤波器与SOA光源连接；

采集电路与控制器连接；

采集电路通过标准具与FP滤波器连接；

所述控制器和SOA光源与电源模块连接。

进一步的，该光纤光栅解调仪还包括有无线4G模块、存储器、显示屏、GPS定位模块、以太网和RS232通信模块；

所述无线4G模块、存储器、显示屏、GPS定位模块、以太网和RS232通信模块与控制器连接。

一种多功能光纤光栅解调仪的解调方法，SOA光源发出的光进入FP滤波器，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，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滤波器进行校准，以消除FP滤波器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。

进一步的，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；