[发明专利]光纤光栅多通道高速解调系统与方法

说明书

本发明涉及一种光纤光栅多通道高速解调系统与方法，包括：可调谐激光光源，用于输出波长可调的第一光信号；光分路器，用于将所述第一光信号分为多个第二光信号；多通道光纤光栅，用于在所述多第二光信号的作用下根据预设的光通道开启顺序对高频信号进行检测，输出多个第三光信号；光开关，用于根据预设的光通道开启顺序切换所述多通道光纤光栅中的光通道；光电探测器，用于将所述多个第三光信号转化为多个电压信号；采集卡，用于采集所述光电探测器输出的电压信号；计算机，用于基于所述电压信号生成控制指令。本发明提高了检测的灵敏度和稳定性。

技术领域

本发明涉及光纤光栅传感检测技术领域，尤其涉及一种光纤光栅多通道高速解调系统与方法。

背景技术

光纤光栅解调系统是应用解调方法将光纤光栅中心波长位移解调为待测信号相关信息的检测系统。

传统的光纤光栅解调系统检测信号频率较低，多用于低频振动、温度等信号的检测。由于解调方法的频率限制，无法应用于声发射，超声等高频信号检测环境。另外，由于高频信号的检测对检测系统光源要求较高，现有的光纤光栅高速解调系统大多采用单光通道，检测位置有限，光源利用率较低。另外，传统光纤光栅解调系统的应用环境会有温度变化，低频应力信号的影响，长期稳定的检测与解调的功能无法实现。

因此如何设计一种光纤光栅多通道高速解调系统与方法，以提高检测灵敏度和稳定性是一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光纤光栅多通道高速解调系统与方法，用以提高检测的灵敏度和稳定性。

为了解决上述问题，第一方面，本发明提供一种光纤光栅多通道高速解调系统，包括：

可调谐激光光源，用于输出波长可调的第一光信号；

光分路器，用于将所述第一光信号分为多个第二光信号；

多通道光纤光栅，用于在所述多第二光信号的作用下根据预设的光通道开启顺序对高频信号进行检测，输出多个第三光信号；

光开关，用于根据预设的光通道开启顺序切换所述多通道光纤光栅中的光通道；

光电探测器，用于将所述多个第三光信号转化为多个电压信号；

采集卡，用于采集所述光电探测器输出的电压信号；

上位机，用于基于所述电压信号生成控制指令。

进一步的，所述多通道光纤光栅中每一单根光纤光栅的中心波长在预设波长范围内。

进一步的，所述光开关的光通道切换速率为200KHz。

进一步的，所述上位机具体包括：

数据显示模块，用于显示所述电压信号；

激光控制模块，用于生成激光光源第一输出光波长的第一控制指令；

光开关控制模块，用于根据预设的光通道开启顺序生成任一光通道开启和闭合的第二控制指令。

进一步的，基于多通道光纤光栅中心波长确定所述激光光源的第一输出光波长。

进一步的，所述多通道光纤光栅包含多条检测光纤光栅和一条参考光纤光栅，其中，所述参考光纤不受应力的影响。

进一步的，所述光电探测器还用于将经过检测光纤光栅的多个第三光信号转换为多个第一电压信号，将经过参考光纤光栅的第三光信号转换为第二电压信号；

所述计算机还用于分别计算所述多个第一电压信号与所述第二电压信号的多个电压差，并基于所述多个电压差与所述多通道光纤光栅中心波长位移拟合曲线，确定应力与波长位移的对应关系，