一種光纖傳感檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種檢測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種光纖傳感檢測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，除了拉曼散射分布式光纖傳感器外，布里淵散射分布式光纖傳感器是最具實用前景的分布式傳感器之一。對于布里淵散射分布式光纖傳感器的研究主要集中在溫度或應變的測量和提高系統(tǒng)性能上，實現(xiàn)溫度和應變同時測量的研究則相對較少。但是在科研和實際工程技術應用中許多場合需要分別確定溫度和應變的分布，然而實際測量中溫度和應變同時存在并互相影響。由于光纖中布里淵信號光強和頻移同時受應變和溫度的影響，僅由單一的布里淵散射信號光強或頻移無法分辨該強度或頻移變化是由應變還是由溫度所引起，所以要分別獲得準確的溫度和應變信息比較困難。這是基于布里淵散射的分布式光纖傳感器普遍存在的問題，為了使其在眾多應用領域中更好的發(fā)揮其特點，研究溫度和應變的區(qū)分將很有意義。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型主要解決的技術問題是:提供一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，用于測量傳感光纖沿線的溫度和應變的信號大小。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型涉及一種檢測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，包括激光器1、電光調制器、放大器、激光器Π、傳感光纖、探測器1、探測器Π、差分放大器、模數轉換器、現(xiàn)場可編程門陣列、存儲器、處理器、時鐘芯片、串行總線和計算機，用于測量傳感光纖沿線的溫度和應變的信號大小。
[0005]電光調制器的一端與激光器I相連，另一端與放大器相連，激光器I發(fā)送激光，電光調制器將激光調制成栗浦光信號，放大器對信號進行放大傳輸。放大器連接在傳感光纖上，激光器Π連接在傳感光纖上，激光器Π發(fā)出斯托克斯光至傳感光纖，傳感光纖將接收到的信號進行合成輸出后瑞利散射光和受激布里淵散射光。探測器I連接在傳感光纖上，探測器I探測后向瑞利散射光的功率。探測器Π與傳感光纖相連，探測器Π探測受激布里淵散射光的功率。探測器I和探測器π的輸出端都連接在差分放大器上，差分放大器對接收到的兩路信號進行放大。模數轉換器一端與差分放大器相連，另一端與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列與模數轉換器相連，模數轉換器將兩路模擬信號轉換為數字信號輸出，現(xiàn)場可編程門陣列將兩路數字信號進行緩存并將信號存儲至存儲器內。處理器對信號進行解調。時鐘芯片上連接有現(xiàn)場可編程門陣列和處理器，時鐘芯片為現(xiàn)場可編程門陣列和處理器提供時鐘信號。串行總線一端與處理器相連，另一端與計算機相連，串行總線為計算機和處理器提供通信通道，計算機將處理器信號顯示在屏幕上。
[0006]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種光纖傳感檢測系統(tǒng)所述的放大器為摻鉺光纖放大器。
[0007]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種光纖傳感檢測系統(tǒng)所述的模數轉換器選用德州儀器有限公司生產的模數轉換器，其型號為ADS62P25。
[0008]作為本方案的進一步優(yōu)化，本實用新型一種光纖傳感檢測系統(tǒng)所述的處理器選用德州儀器有限公司生產的處理器，其型號為TMS320VC5416。
[0009]本實用新型一種光纖傳感檢測系統(tǒng)的有益效果為:
[0010]a.測量了傳感光纖沿線的溫度和應變信號的大??；
[0011]b.信號處理精度高。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型一種光纖傳感檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0013]在圖1中，本實用新型涉及一種檢測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，包括激光器1、電光調制器、放大器、激光器Π、傳感光纖、探測器1、探測器Π、差分放大器、模數轉換器、現(xiàn)場可編程門陣列、存儲器、處理器、時鐘芯片、串行總線和計算機，用于測量傳感光纖沿線的溫度和應變的信號大小。
[0014]電光調制器的一端與激光器I相連，另一端與放大器相連，激光器I發(fā)送激光，電光調制器將激光調制成栗浦光信號，放大器對信號進行放大傳輸。放大器為摻鉺光纖放大器。放大器連接在傳感光纖上，激光器Π連接在傳感光纖上，激光器Π發(fā)出斯托克斯光至傳感光纖，傳感光纖將接收到的信號進行合成輸出后瑞利散射光和受激布里淵散射光。因為栗浦光和斯托克斯光在傳感光纖中發(fā)生生受激布里淵散射效應，使栗浦光的能量向斯托克斯信號光轉移，斯托克斯光將被放大。當傳感光纖中同時存在溫度和應變的信號時，由于布里淵增益譜同時受到溫度和應變的影響，導致栗浦光向斯托克斯信號光的能量轉移改變，所以得到的受激布里淵散射光信號的光功率是溫度和應變相互影響后的結果，而不是由單一的溫度或者應變的影響而產生。同時，栗浦光在傳感光纖中產生后向瑞利散射，后向瑞利散射光的功率主要受到應變的影響。
[0015]探測器I連接在傳感光纖上，探測器I探測后向瑞利散射光的功率。探測器Π與傳感光纖相連，探測器Π探測受激布里淵散射光的功率。探測器I和探測器Π的輸出端都連接在差分放大器上，差分放大器對接收到的兩路信號進行放大。探測器I輸出的功率信號受應變后的功率信號，信號經現(xiàn)場可編程門陣列緩存后由處理器解調出應力大小。探測器Π接收到的信號功率為受到應變和溫度的雙重影響的信號功率，信號經處理器解調并排除應力大小影響后得出溫度值。
[0016]模數轉換器一端與差分放大器相連，另一端與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列與模數轉換器相連，模數轉換器將兩路模擬信號轉換為數字信號輸出，現(xiàn)場可編程門陣列將兩路數字信號進行緩存并將信號存儲至存儲器內。模數轉換器選用德州儀器有限公司生產的模數轉換器，其型號為ADS62P25。模數轉換器的采樣速率和精度很大程度上決定了系統(tǒng)對溫度的處理精度，利用該型模數轉換器滿足了系統(tǒng)的速度和精度要求。模數轉換器輸出的是高速的數據流，只利用處理器滿足不了信號的采集速率，利用現(xiàn)場可編程門陣列對信號進行緩存后傳輸，保證了信號采集和處理的速度。
[0017]處理器對信號進行解調。時鐘芯片上連接有現(xiàn)場可編程門陣列和處理器，時鐘芯片為現(xiàn)場可編程門陣列和處理器提供時鐘信號。串行總線一端與處理器相連，另一端與計算機相連，串行總線為計算機和處理器提供通信通道，計算機將處理器信號顯示在屏幕上。處理器選用德州儀器有限公司生產的處理器，其型號為TMS320VC5416。該型處理器為數字信號處理器，運算速度快，滿足對模數轉換器采集的大批量數據進行實時處理的要求。
[0018]當然上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，包括激光器1、電光調制器、放大器、激光器Π、傳感光纖、探測器1、探測器Π、差分放大器、模數轉換器、現(xiàn)場可編程門陣列、存儲器、處理器、時鐘芯片、串行總線和計算機，其特征在于:電光調制器的一端與激光器I相連，另一端與放大器相連，激光器I發(fā)送激光，電光調制器將激光調制成栗浦光信號，放大器對信號進行放大傳輸;放大器連接在傳感光纖上，激光器Π連接在傳感光纖上，激光器Π發(fā)出斯托克斯光至傳感光纖，傳感光纖將接收到的信號進行合成輸出后瑞利散射光和受激布里淵散射光;探測器I連接在傳感光纖上，探測器I探測后向瑞利散射光的功率;探測器Π與傳感光纖相連，探測器Π探測受激布里淵散射光的功率;探測器I和探測器Π的輸出端都連接在差分放大器上，差分放大器對接收到的兩路信號進行放大;模數轉換器一端與差分放大器相連，另一端與現(xiàn)場可編程門陣列相連，現(xiàn)場可編程門陣列與模數轉換器相連，模數轉換器將兩路模擬信號轉換為數字信號輸出，現(xiàn)場可編程門陣列將兩路數字信號進行緩存并將信號存儲至存儲器內；處理器對信號進行解調；時鐘芯片上連接有現(xiàn)場可編程門陣列和處理器，時鐘芯片為現(xiàn)場可編程門陣列和處理器提供時鐘信號；串行總線一端與處理器相連，另一端與計算機相連，串行總線為計算機和處理器提供通信通道，計算機將處理器信號顯示在屏幕上。2.根據權利要求1所述的一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述放大器為摻鉺光纖放大器。3.根據權利要求1所述的一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述模數轉換器選用德州儀器有限公司生產的模數轉換器，其型號為ADS62P25。4.根據權利要求1所述的一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器選用德州儀器有限公司生產的處理器，其型號為TMS320VC5416。
【專利摘要】本實用新型涉及一種檢測系統(tǒng)，更具體地說涉及一種光纖傳感檢測系統(tǒng)，用于測量傳感光纖沿線的溫度和應變的信號大小。激光器Ⅰ發(fā)送激光，電光調制器將激光調制成泵浦光信號，放大器對信號進行放大傳輸。激光器Ⅱ發(fā)出斯托克斯光至傳感光纖，傳感光纖將接收到的信號進行合成輸出后瑞利散射光和受激布里淵散射光。探測器Ⅰ探測后向瑞利散射光的功率。探測器Ⅱ探測受激布里淵散射光的功率。模數轉換器將兩路模擬信號轉換為數字信號輸出，現(xiàn)場可編程門陣列將兩路數字信號進行緩存并將信號存儲至存儲器內。處理器對信號進行解調。串行總線為計算機和處理器提供通信通道，計算機將處理器信號顯示在屏幕上。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN205209539
【申請?zhí)枴緾N201520975856
【發(fā)明人】吳迪, 趙埕萱, 陸玉正, 李俊嬌
【申請人】安徽理工大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月26日