[发明专利]基于微纳光纤半耦合器海洋多参量一体化监测系统及方法

摘要

本发明涉海洋环境监测及一种光纤传感技术领域，尤其是一种基于微纳光纤半耦合器的海洋多参量一体化监测系统及方法。所述监测系统包括可调谐波长扫描光源、光纤隔离器、1×4可调谐光开关、CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器、一号光电探测器、二号光电探测器、三号光电探测器、四号光电探测器、采集卡及信号处理计算机。本发明所述系统具有结构简单、成本低、灵敏度高、可多参量一体化传感、集成度高、布放方便、数据兼容性强等有点，有效满足海洋环境多参量一体化监测与信息处理应用需求。并且该系统自身为光纤传感系统，可方便为与现有光纤水听器系统集成，进而提供实时、原位、高精度海洋动力环境保障。

主权项

1.一种基于微纳光纤半耦合器的海洋多参量一体化监测系统，其特征在于：所述监测系统包括可调谐波长扫描光源、光纤隔离器、1×4可调谐光开关、CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器、一号光电探测器、二号光电探测器、三号光电探测器、四号光电探测器、采集卡及信号处理计算机，其中，由可调谐波长扫描光源、光纤隔离器、1×4可调谐光开关、一号光电探测器、二号光电探测器、三号光电探测器、四号光电探测器、采集卡及信号处理计算机采用模块化组装方式集成为一体化干端处理机，一体化干端处理机上留有与CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器连接的插拔孔，所述可调谐波长扫描光源由宽谱光源和高精度可调谐F‑P腔组合而成，用于实现高精度波长扫描输出；所述可调谐波长扫描光源经光纤隔离器与1×4可调谐光开关相连；所述1×4可调谐光开关为电控可调谐光开关，通过电路驱动模块实现1×4端口光传输切换，并由信号处理计算机通过可编程程序进行控制；所述1×4可调谐光开关对CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器进行级联，通过时钟控制与可调谐波长扫描光源扫描过程协同，可调谐波长扫描光源每扫描一周期后，可调谐光开关切换一次，进而对各传感器进行有规律切换和扫描，从而实现了不同传感器传感响应信号的准同步提取；所述1×4可调谐光开关的四个输出端口分别与CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器的注入端口相连，将扫描探测光依次注入CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器中；所述CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器的返回端口分别与一号光电探测器、二号光电探测器、三号光电探测器和四号光电探测器相连，所述一号光电探测器、二号光电探测器、三号光电探测器和四号光电探测器分别用于实现对CTD传感器、磁场传感器、湿度传感器、有害气体传感器返回监测信号进行光电信号转换；所述一号光电探测器、二号光电探测器、三号光电探测器和四号光电探测器通过采集卡与信号处理计算机相连，进而实现监测信号采集与数据处理功能。