[发明专利]一种格构梁形变光纤实时传感监测系统

权利要求书

1.一种格构梁形变光纤实时传感监测系统，其特征在于：包括线性扫频光源输出模块（35）、双主干涉光回路传感模块（34）、辅干涉非线性相位采集模块（36）、数据采集处理模块（37）；

所述线性扫频光源输出模块（35）的输出端T通过光纤连接至双主干涉光回路传感模块（34）的输入端，线性扫频光源输出模块（35）的输出端V通过光纤连接至辅干涉非线性相位采集模块（36）的输入端；

所述双主干涉光回路传感模块（34）的输出端U通过光纤与数据采集处理模块（37）的输入端X相连，双主干涉光回路传感模块（34）的输出端W通过光纤与数据采集处理模块（37）的输入端Y相连；

所述辅干涉非线性相位采集模块（36）的输出端通过光纤与数据采集处理模块（37）的输入端Z相连；

所述双主干涉光回路传感模块（34）包括第二光纤耦合器（4）、第三光纤耦合器（5）、第一光环形器（6）、第一偏振控制器（7）、横向传感光纤（8）、第四光纤耦合器（9）、第二可调光放大器（10）、第七光纤耦合器（19）、第二光环形器（20）、第二偏振控制器（21）、纵向传感光纤（22）、第八光纤耦合器（23）、第四可调光放大器（24），具体光路结构为：

所述第二光纤耦合器（4）的输出端C与第三光纤耦合器（5）的输入端相连，第三光纤耦合器（5）的输出端E与第一光环形器（6）的输入端相连，第一光环形器（6）的输出端A与横向传感光纤（8）相连，第一光环形器（6）的输出端B与第四光纤耦合器（9）的输入端G相连，第三光纤耦合器（5）的输出端F与第一偏振控制器（7）的输入端相连，第一偏振控制器（7）的输出端与第四光纤耦合器（9）的输入端H相连，第四光纤耦合器（9）的输出端与第二可调光放大器（10）的输入端相连，第二可调光放大器（10）的输出端与第一光电探测器（11）的输入端相连；

第二光纤耦合器（4）的输出端D与第七光纤耦合器（19）的输入端相连，第七光纤耦合器（19）的输出端I与第二光环形器（20）的输入端相连，第二光环形器（20）的输出端C与纵向传感光纤（22）相连，第二光环形器（20）的输出端D与第八光纤耦合器（23）的输入端K相连，第七光纤耦合器（19）的输出端J与第二偏振控制器（21）的输入端相连，第二偏振控制器（21）的输出端与第八光纤耦合器（23）的输入端L相连，第八光纤耦合器（23）的输出端与第四可调光放大器（24）的输入端相连，第四可调光放大器（24）的输出端与第三光电探测器（25）的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种格构梁形变光纤实时传感监测系统，其特征在于：所述数据采集处理模块（37）包括第一光电探测器（11）、第二光电探测器（18）、第三光电探测器（25），分别将双主干涉光回路传感模块（34）的输出端U、输出端W、辅干涉非线性相位采集模块（36）的输出端的三路光信号转换为电信号输入计算机（12），通过去斜滤波算法，分析计算机（12）端口S采集的辅干涉信号，提取光路整个系统的非线性相位，并在提取系统的非线性相位之后对计算机（12）端口Q和端口R采集到的横向与纵向的拍频信号进行非线性相位补偿，随后完成解调，获取格构梁网络的形变信息。

3.根据权利要求1所述的一种格构梁形变光纤实时传感监测系统，其特征在于：所述线性扫频光源输出模块（35）包括线性扫频激光源（1）、第一光纤耦合器（2）、第一可调光放大器（3），线性扫频激光源（1）的输出端与第一光纤耦合器（2）的输入端相连，第一光纤耦合器（2）的输出端A与第一可调光放大器（3）的输入端相连，第一可调光放大器（3）的输出端与第二光纤耦合器（4）的输入端相连，第一光纤耦合器（2）的输出端B与第五光纤耦合器（13）的输入端相连。

4.根据权利要求3所述的一种格构梁形变光纤实时传感监测系统，其特征在于：所述线性扫频光源输出模块（35）的输出端T、输出端V的输出光功率比值为198：1。

5.根据权利要求1所述的一种格构梁形变光纤实时传感监测系统，其特征在于：所述第二光纤耦合器（4）的输出端C、输出端D的分光比为50：50。

6.根据权利要求1所述的一种格构梁形变光纤实时传感监测系统，其特征在于：所述辅干涉非线性相位采集模块（36）包括第五光纤耦合器（13）、延迟光纤（14）、第三偏振控制器（15）、第六光纤耦合器（16）、第三可调光放大器（17），具体光路结构为：

所述第五光纤耦合器（13）的输出端M经延迟光纤（14）与第六光纤耦合器（16）的输入端O相连，第六光纤耦合器（16）的输出端与第三可调光放大器（17）的输入端相连，第三可调光放大器（17）的输出端与数据采集处理模块（37）的输入端Z相连，第五光纤耦合器（13）的输出端N与第三偏振控制器（15）的输入端相连，第三偏振控制器（15）的输出端与第六光纤耦合器（16）的输入端P相连。