[发明专利]一种干涉型光纤传感器的大动态信号解调装置及解调方法

摘要

本发明涉及一种适用于干涉型光纤传感器的大动态信号解调装置及解调方法。其特征在于：激光器发出的光经过相位调制器进行台阶波相位调制后，经强度调制器产生一个光脉冲对，输入采用非平衡结构的干涉型光纤传感器内形成干涉，干涉光信号经光电转换器进行光电检测和模数转换，输入数字信号处理机中，然后依次通过其中的数据预处理模块、正交信号提取模块、正交信号解调模块，完成信号解调算法，获得被测相位信息，最后通过数据输出模块输出。本发明的优点在于：在每个采样点均可获得一个有效的相位信号输出，解调动态范围直接由采样率决定，在相同采样率下解调动态范围将大幅提高，适用于大动态干涉型光纤传感器的应用。

主权项

一种干涉型光纤传感器的大动态信号解调装置，由激光器(1)、相位调制器(2)、强度调制器(3)、驱动信号源(4)、干涉型光纤传感器(5)、光电转换器(6)、数字信号处理机(7)组成；激光器(1)发出的光经过光纤传输入相位调制器(2)的输入端口，在相位调制器(2)中进行台阶波相位调制后形成光信号，从相位调制器(2)的输出端口输出；相位调制器(2)的输出端口通过光纤连接强度调制器(3)的输入端口，光信号从强度调制器(3)的输入端口输入，在强度调制器(3)内经脉冲强度调制后产生光脉冲对，从强度调制器(3)的输出端口输出；驱动信号源(4)两个输出端口分别连接相位调制器(2)和强度调制器(3)的驱动信号输入端口，提供相位调制器(2)和强度调制器(3)的驱动电信号；强度调制器(3)的输出端口通过光纤与干涉型光纤传感器(5)的输入端口连接，光脉冲对从干涉型光纤传感器(5)的输入端口输入，在干涉型光纤传感器(5)内形成干涉，产生的干涉光信号从干涉型光纤传感器(5)的输出端口输出；干涉型光纤传感器(5)的输出端口通过光纤与光电转换器(6)的输入端口连接，干涉光信号从光电转换器(6)的输入端口输入，在光电转换器(6)内进行光电转换后完成数字采样，形成采样数字信号，从光电转换器(6)的输出端口输出；光电转换器(6)输出端口通过电缆连接数字信号处理机(7)的输入端口，采样数字信号从数字信号处理机(7)的输入端口输入，依次通过数据预处理模块(71)、正交信号提取模块(72)、正交信号解调模块(73)完成解调算法后，获得被测相位信息，最后通过数据输出模块(74)输出，其特征在于：所述干涉型光纤传感器(5)采用非平衡结构，其两个光纤臂存在一定的臂差L，两臂输出光信号之间产生延时，设计干涉型光纤传感器的臂差L，使得延时时间τ等于输入光脉冲对中两个光脉冲之间的时间差T_p，即τ＝T_p。