[发明专利]一种具备在线故障自检功能的光纤陀螺

权利要求书

1.一种具备在线故障自检功能的光纤陀螺，其特征在于，包括光路和检测电路，其中光路部分包括2×2耦合器、相位调制器、光纤环、光电探测器1、光电探测器2，光电探测器1用于检测Sagnac干涉光信号，光电探测器2用于检测光源输出光信号，2×2耦合器的2端口尾纤与光电探测器1尾纤相连，2×2耦合器的3端口尾纤与相位调制器输入端尾纤连接，2×2耦合器的4端口尾纤与光电探测器2尾纤连接，相位调制器两个输出端尾纤分别与光纤环尾纤连接；检测电路部分包括光电探测器1信号放大和ADC采样电路、光电探测器2信号放大和ADC采样电路、数字逻辑芯片、波导相位调制电路，光电探测器1信号放大和ADC采样电路对Sagnac干涉光信号进行功率检测、电压转换和数据采样，通过实时解调光电探测器1信号，持续获得Sagnac相位差的信息，光电探测器2信号放大和ADC采样电路对光源的原始光信号进行功率检测、电压转换和数据采样，通过实时监控光电探测器2信号，持续获得光源光功率实时值以及波动幅值的信息，数字逻辑芯片还包括光电探测器1数据检测的程序模块，该模块连续读取光电探测器1的采样数据，并计算采样数据在每个本征周期内的脉冲幅值、第一闭环误差以及第二闭环误差，并为脉冲幅预设取值区间，为第一闭环误差设定上限，为第二闭环误差设定上限，在每个本征周期内，将实时计算出的脉冲幅值、第一闭环误差、第二闭环误差与其设定值进行比照；如果脉冲幅值小于取值区间的下限，则可判定光电探测器1接收的光功率过低；如果脉冲幅值大于取值区间的上限，则可判定光电探测器1接收的光功率过大；如果第一闭环误差超过上限，则可判定第一闭环不稳定；如果第二闭环误差超过上限，则可判定第二闭环不稳定；所述第一闭环误差为检测Sagnac干涉光信号的光电探测器输出的梳状波形相邻的两个本征周期的电压值之差；所述第二闭环误差为光电探测器输出的梳状波形在2π复位时刻的电压值与相邻本征周期的电压值之差。

2.根据权利要求1所述的具备在线故障自检功能的光纤陀螺，其特征在于，数字逻辑芯片包括光源光功率检测的程序模块，该程序模块连续读取每个采样周期内光电探测器2信号的采样数据，并预设取值区间，将每个采样周期内的采样数据当前值都与取值区间进行比照，判断其是否在此设定区间内，如果当前值持续小于设定区间的最低限值，则可判定光源光功率过低；如果当前值持续大于设定区间的最高限值，则可判定光源光功率过大；将连续多个采样周期内的采样数据的最大值与最小值之差与设定的数值波动限值进行比照，判断其是否不超过限值，如果超限，则可判定光源光功率不稳定。

3.根据权利要求1或2所述的具备在线故障自检功能的光纤陀螺，其特征在于，数字逻辑芯片还包括角速度输出数据检测的程序模块，该模块实时读取光纤陀螺角速度输出数据寄存器的数值，并将角速度输出数据的当前值与上一次值相减获得当前时刻的数据变化量，根据寄存器位宽和光纤陀螺最大敏感角加速度，为数据当前值和数据变化量各设定一个取值区间，如果数据当前值或数据变化量超出了取值区间，则可判定光纤陀螺角速度输出数据溢出。

4.根据权利要求1或2所述的具备在线故障自检功能的光纤陀螺，其特征在于，在光纤陀螺输出的数据帧或数据包中设置故障状态字，用以表征故障模式下的告警信息。

5.根据权利要求1或2所述的具备在线故障自检功能的光纤陀螺，其特征在于，相位调制器采用Y波导。