[发明专利]一种光纤声波传感器信号解调方法及系统

权利要求书

1.一种光纤声波传感器信号解调方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：光源提供的宽带光经过光纤声波传感器，声压变化引起光纤声波传感器内部腔长变化，宽带光发生干涉；

步骤2：干涉后的宽带光经过筛选后成为N路波长间隔一定的窄带光，N为大于或等于1的整数；

步骤3：由所述窄带光的N路不同波长得到对应的N路干涉光强；将所述N路干涉光强转换成为N路对应的电压信号；

步骤4：对N路电压信号多通道采样，采样通道以相位差为2π/N进行采样，采样出N个解调工作点电压，经过模数转换后，对每一路解调工作点电压求平均值；

步骤5：求得结果经过比较，得到强度解调效果最佳的一路信号，作为解调信号；

步骤6：所述解调信号经过处理和还原，成为声波信号。

2.根据权利要求1所述的光纤声波传感器信号解调方法，其特征在于：所述光源为放大自发辐射光源。

3.根据权利要求1所述的光纤声波传感器信号解调方法，其特征在于：所述步骤2中，利用密集型波分复用器作为波长选择器，对光纤声波传感器中反射和干涉完成的宽带光进行筛选，选择出波长间隔一定的N路窄带光。

4.一种光纤声波传感器信号解调系统，其特征在于：其包括光学部分和电学部分，所述光学部分包括：光源、环形器、密集型波分复用器、光纤声波传感器，所述电学部分包括光电探测器、ADC数据采集卡、FPGA处理器；

由所述光源产生宽带光经过环形器后进入光纤声波传感器，外界待测声压改变光纤声波传感器F-P腔的腔长，引起F-P腔光程差的变化，干涉使光程差的变化继而转化为干涉光强的变化；宽带光在传感器中发生干涉后经过环形器进入所述密集型波分复用器，密集型波分复用器在宽带光中滤出波长间隔相同的N路窄带光，筛选完成的N路窄带光的干涉光强经过光电探测器转换成N路电压信号，N路电压信号经过ADC数据采集卡以N通道进行采样，通道间相位差为2π/N，采样选择出N个不同的解调工作点电压，进行模数转换成为N路数字电压信号；N路数字电压信号进行比较，选择出强度解调效果最佳的一路作为解调信号，所述解调信号通过FPGA处理器的处理和还原，成为声波信号。

5.根据权利要求4所述的光纤声波传感器信号解调系统，其特征在于：所述N路数字信号同时进入解调工作点选择模块和N通道选择器，通过解调工作点选择模块得出N路数字信号中强度解调效果最佳一路信号的通道号。

6.根据权利要求5所述的光纤声波传感器信号解调系统，其特征在于：所述解调工作点选择模块包括N个基于FIFO的滑动平均滤波器和一个N路比较器。

7.根据权利要求5所述的光纤声波传感器信号解调方法，其特征在于：所述N通道选择器，根据所述解调工作点选择模块输出的强度解调效果最佳一路信号的通道号，输出对应通道号的信号作为解调信号。

8.根据权利要求4所述的光纤声波传感器信号解调系统，其特征在于：所述光纤声波传感器为双光束光纤干涉仪结构。

9.根据权利要求8所述的光纤声波传感器信号解调系统，其特征在于：所述光纤声波传感器由削平的单模光纤端面和声敏薄膜构成一个F-P腔，通过F-P腔的声压敏感薄膜换能，改变腔长，腔长变化引起光源发出的光产生干涉，干涉光强变化量ΔI_FP(λ)与声压P之间形成一定的系数关系，实现对外界待测声压的测量。

10.根据权利要求4所述的光纤声波传感器信号解调系统，其特征在于：所述ADC数据采集卡实现对光电探测器输出电压的采样、量化和数字编码输出，包括低速AD7606和高速AD9226两款数据采集卡，分别用于可听声和超声波的数据采集，数据采集卡均由FPGA产生的时序控制。