[发明专利]一种光纤声波传感器信号解调方法及系统

说明书

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种光纤声波传感器信号解调方法及系统，其不同之处在于，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，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；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，采样出N个解调工作点电压；步骤5：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。本发明增加了解调稳定性和可靠性，提高光纤声波传感器的批量实用化能力。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种光纤声波传感器信号解调方法及系统。

背景技术

基于薄膜换能的光纤EFPI声波传感器具有结构紧凑、体积小、无源无金属、灵敏度高和抗电磁干扰等优良特点，在高压变电监测、工业异常声响预警、军事声波雷达和安防侦听等领域具有巨大的应用潜力。光纤传感器的信号解调技术是光纤传感系统重要的组成部分，一个合适的光信号解调方案可以使传感器始终工作在最佳的状态，并且能使整个传感系统在保持高性能的情况下降低硬件成本和操作复杂度。

强度解调具有解调速度快、结构简单、灵敏度高等特点，尤其对于小信号的检测非常有用，因此在高压变电设备局部放电、非接触式超声检测、微弱振动信号、工业应力波测量等领域具有应用潜力。

但是强度解调也存在不少的缺陷，第一是EFPI传感器的反射光谱会随着环境温度和湿度发生漂移，这就引起强度解调的线性静态工作点也发生移动，静态工作点从线性区移动到非线性区导致解调结果不稳定，甚至无法解调；第二是强度解调的动态范围小，当外界待测物理量的大小超过一定范围时，解调结果会出现严重的非线性失真；第三是强度解调对于光源的输出功率稳定性和光电探测器件的精确度要求较高，否则系统会引入过多的光学噪声和电学噪声。为改善强度解调的上述缺陷，现有较为成熟的强度解调技术，包括静态工作点控制法、自补偿法、正交解调法、三波长正交解调法。

但是上述针对光纤EFPI声波传感器的强度解调方案一般采用反馈机制去调节波长使解调工作点位于线性区间之内，存在反馈调节复杂、解调实时性差等缺陷，还有在应对干涉光谱温度漂移和探头一致性差等关键问题时，解调稳定性和可靠性无法保证，严重地限制了光纤EFPI声波传感器的批量实用化能力。

鉴于此，为克服上述技术缺陷，提供一种光纤声波传感器信号解调方法及系统成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种光纤声波传感器信号解调方法及系统，增加了解调稳定性和可靠性，提高光纤声波传感器的批量实用化能力。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种光纤声波传感器信号解调方法，其不同之处在于，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。

按以上技术方案，所述光源为放大自发辐射光源。