[发明专利]基于窄带扫描光源的光纤光栅传感系统及运行方法

摘要

本发明为基于窄带扫描光源的光纤光栅传感系统及运行方法，本系统可调激光器输出的波长周期性变化的窄带光波激光束中一路分为N路入射N个传感器通道，各传感器通道中波长变化范围不重叠的FBG按特征波长从短到长、位置由近到远排列。另一路进入校准通道的标准具，各传感器通道的反射光和标准具的透射光分别经各光电探测器、信号调理电路接入FPGA，FPGA的输出端接工控机，控制信号接可调激光器。其运行方法为可调激光器周期性扫描的窄带激光进入各传感器通道、当与某个FBG的特征波长相同时被反射，另一路激光透射标准具，二者转为电信号进入工控机，得该FBG波长变化量。本发明可连续扫描，实时波长校准精度达1με，FPGA并行采集处理，解调速度高。

主权项

基于窄带扫描光源的光纤光栅传感系统，包括激光器、耦合器、环形器（5）、光电探测器（8）和N个传感器通道（7），N为1～16的整数，每个传感器通道（7）为串联的1～20个布拉格光纤光栅传感器，各个布拉格光纤光栅传感器的特征波长不同、且波长变化范围不重叠，激光器输出的激光束经1×N耦合器分为N路，分别经环形器（5）或2×1耦合器入射N个传感器通道（7），每个传感器通道（7）的反射光返回环形器（5）或2×1耦合器（13），由环形器（5）或2×1耦合器（13）的另一输出端分别接入各自的光电探测器（8），其特征在于：所述激光器为可调激光器（1），输出波长周期性变化的窄带光波，其波长变化范围覆盖本系统各布拉格光纤光栅传感器的波长变化范围；各传感器通道（7）中的布拉格光纤光栅传感器按特征波长从短波长到长波长、其位置由近到远排列；各光电探测器（8）分别经各信号调理电路（9）接入FPGA电路（10），FPGA电路（10）的输出端接工控机（11），FPGA电路（10）的控制信号输出端接可调激光器（1）；本系统还有波长校准的标准具（3），可调激光器（1）输出的激光束先接入1×2耦合器（2）分为2路，一路接入1×N耦合器（4）分为N路传感器通道（7），另一路则接入标准具（3）为校准通道，透射标准具（3）的激光束接入其光电探测器（8），该光电探测器（8）的输出电信号经一个信号调理电路（9）也接入FPGA电路（10）；所述可调激光器（1）为基于F‑P滤波器的环形腔可调激光器，基于光纤光栅的可调谐激光器，基于体光栅的可调谐激光器中的任一种。