[发明专利]基于滤波器的光纤应变系统

说明书

本发明公开了一种基于滤波器的光纤应变系统，包括包含光源、耦合器、环形器、解调模块、电光调制器、滤波器和传感光纤，光源产生频率为f0的光，所述耦合器连接光源，将光源的光拆分成两束频率相同的光；耦合器还连接环形器和光电调节器，其中光电调制器将光的频率向两边同时偏移，变成为双频率的光，分别为f1＝f0‑△f，f2＝f0+△f，电光调制器的后端连接滤波器，滤波器用于将频率为f1的光滤除掉且可以使频率为f2的光透过，滤波器连接光缆，环形器连接传感光纤以及调节模块；调节模块根据判断频率为f1的光能量变化来检测应力变化。本发明直接通过滤波器过滤掉了f1,极大程度上降低了硬件成本,简化了系统结构。

技术领域

本发明涉及光纤探测技术领域，具体涉及一种基于滤波器的光纤应变系统。

背景技术

当今，光纤应变监测系统已经广泛应用于桥梁隧道的健康监测领域。在桥梁隧道出现微小裂缝的时候，就进行准确的报警，并由专门人员进行处理，避免出现桥梁隧道坍塌这样的情况。

传统的光纤应变监测系统的结构如图1所示：

包含光源、耦合器、声光调制器、电光调制器、环形器、传感光纤以及解调模块。其原理：

光源的光经过耦合器变成两束频率均为f0的光。然后，经过电光调制器之后，频率向两边同时偏移，变成为双频率的光，且f1＝f0-△f，f2＝f0+△f；经过声光调制器，频率偏移为f3＝f0+△f1。经过环形器，经过环形器，三个频率的光在传感光纤中发生能力转移。且能量转移的方向为：f2→f3→f1。但是(f2-f3)(f3-f1)，所以最终的结果是f2的能量向f3转移了，但是f3的能量没有想f3的能量转移。此时，当传感光纤的应变发生变化时，f2向f3转移的能量是会发生变化的。然后解调模块通过实时监测f3的能量变化，就可以解析出光纤的应变情况。进一步，将光纤固定在桥梁隧道上，就可以实时监测桥梁隧道的应变情况，达到实时监测桥梁隧道的健康状态。

如果没有声光调制器对f0进行移频，则△f1＝0，会出现(f2-f3)＝(f3-f1)的情况。那么无论光纤的应变怎么变化，能量会按照f2→f3→f1的方向等量转移，最终f3的能量均不会发生变化。虽然此时可见声光调制器的作用非常重要，并且声光调制器是整个系统中最为昂贵的模块。这也是阻碍这套系统进一步推广的原因。如何在保证系统性能的前提下，通过设计新的方案，来降低成本，就成了一个非常重要的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种成本较低的基于滤波器的光纤应变系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于滤波器的光纤应变系统，包括包含光源、耦合器、环形器、解调模块、电光调制器、滤波器和传感光纤，光源产生频率为f0的光，所述耦合器连接光源，将光源的光拆分成两束频率相同的光；耦合器还连接环形器和光电调节器，其中光电调制器将光的频率向两边同时偏移，变成为双频率的光，分别为f1＝f0-△f，f2＝f0+△f，电光调制器的后端连接滤波器，滤波器用于将频率为f1的光滤除掉且可以使频率为f2的光透过，滤波器连接光缆，环形器连接传感光纤以及调节模块；调节模块根据判断频率为f1的光能量变化来检测应力变化。

进一步的，所述滤波器的带宽在1nm之内。

进一步的，△f的取值范围为0～100MHz。

从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：直接通过滤波器过滤掉了f1,极大程度上降低了硬件成本,简化了系统结构。

附图说明

图1为本现有技术中应力光纤应变监测系统的结构。

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图2对本发明的具体实施方式做具体说明。