专利名称：Fbg传感器的解调系统及其解调方法
技术领域：
本发明涉及传感技术领域，特别是涉及一种FBG (fibber bragg gratting)传感器的解调 系统及其解调方法。
背景技术：
随着FBG传感器走向实际应用，FBG波长解调技术成为了关键点。用光纤光栅构成的传感
系统，由于传感量主要是以波长的微小波长变化为调制号，所以传感系统中应有精密的波长
或者波长变化的检测装置。波长解调器的测量精度直接限制了整个系统的检测精度。
对于一个FBG波长解调装置必须考虑以下几点解调器波长分辨率、解调器长期不间断
工作的稳定性、解调器的价格、解调器的信号输出可读性。申请号为02115542.9公开了一种 全同光纤光栅温度监测报警系统，但该系统由于要求全同光栅，实际制作不好实现，另外该 方法不能实现FBG波长的数值测量和FBG的空间定位；申请号为200610124955. 3公开了一种高 速光纤光栅波长解调系统，该系统要求不同波长的光纤光栅，成本高。
目前的大部分光纤光栅解调系统都各有自己的优缺点，很难全面解决传感器的复用、波 长解调和空间定位等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种FBG传感器的解调系统及其解调方法，该系统对 FBG中心波长一致性要求不高，可以实现FBG传感器的复用、波长解调和空间定位，且成本低 易于实现。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是FBG传感器的解调系统，该系统依此连接有 光源、环形器或耦合器、耦合器，然后一路依此连接边带滤波器和光电探测器，另一路连接 光电探测器，最后两路再依此与除法器和传感信号响应处理模块连接。
FBG传感器的解调方法，该方法包括以下步骤1)普通宽带光源经过外调制或激光光源 经过内调制成光脉冲后，通过环形器或耦合器送入到FBG传感器；2) FBG传感器时域反射反 射信号使用耦合器分成2路分别处理， 一路直接经过光电探测器，另一路经过边带滤波器后 再经过光电探测器；3)最后用除法器将这两路信号相除，相除后的时域反射信号经传感信 号响应处理模块处理后，得出波长变化发生的地点和波长变化后的大小。
本发明的有益效果是本发明的FBG传感器的中心波长只需在边带滤波器带宽范围内，对制作要求不高；解调系统简单，具有成本低、稳定性好、分辨率高等特点；光源不受限制 ，可采用普通的宽带光源或激光光源，进一步降低了成本。本发明通过时域反射技术和边缘 滤波方法相结合可以实现FBG传感器的复用、波长解调和空间定位，成本低易于实现。
图l是本发明的系统框图。
图2是本发明的另一种结构的系统框图。
具体实施例方式
如图1和图2所示，本发明采用普通宽带光源或激光光源，普通宽带光源经过外调制或激 光光源经过内调制成光脉冲后，通过环形器或耦合器送入到FBG传感器，FBG传感器的中心波 长随外界温度或应力等变化而变化，可以实现传感。FBG传感器反射回来的时域反射信号使 用耦合器分成2路分别处理， 一路直接经过光电探测器，另一路经过边带滤波器后再经过光 电探测器，最后用除法器将这两路信号相除。相除后的时域反射信号经传感信号响应处理模 块处理后，通过分析时域反射波形，利用0TDR (Optical Time Domain Reflectometer光时 域反射计)原理可得出波长变化发生的地点，分析除法器的结果，得出波长变化后的大小。
上述边带滤波器的带宽和FBG传感器的中心波长范围一致；上述光源的带宽大于FBG传感 器的带宽，覆盖了FBG传感器的波长变化范围。
本发明实现了传感器的复用，如果使用反射率较低的FBG传感器， 一条传感线路可串联 多个FBG传感器，传感距离增加，大部分的传感信号不会被反射回来，信号强度较强；如果 使用反射率较高的FBG传感器，串联的传感器的个数就会受到一定的限制。
权利要求
权利要求1FBG传感器的解调系统，其特征在于该系统依此连接有脉冲光源、环形器或耦合器、耦合器，然后一路依此连接边带滤波器和光电探测器，另一路连接光电探测器，最后两路再依此与除法器和传感信号响应处理模块连接。
2.如权利要求1所述的FBG传感器的解调系统，其特征在于所述边 带滤波器的带宽和FBG的中心波长范围 一致。
3.FBG传感器的解调方法，其特征在于该方法包括以下步骤1) 普通宽带光源经过外调制或激光光源经过内调制成光脉冲后，通过环形器或耦合器送入到 FBG传感器；2) FBG传感器时域反射信号使用耦合器分成2路分别处理， 一路直接经过光电探 测器，另一路经过边带滤波器后再经过光电探测器；3)最后用除法器将这两路信号相除， 相除后的时域反射信号经传感信号响应处理模块处理后，得出波长变化发生的地点和波长变 化后的大小。
4.如权利要求3所述的FBG传感器的解调方法，其特征在于所述光 源的带宽大于FBG传感器的带宽，覆盖了FBG传感器的波长变化范围。
5.如权利要求3所述的FBG传感器的解调方法，其特征在于所述边 带滤波器的带宽和FBG的中心波长范围 一致。
全文摘要
本发明提供一种FBG传感器的解调系统及其解调方法，该系统对FBG中心波长一致性要求不高，成本低易于实现。FBG传感器的解调系统，其特征在于该系统依此连接有脉冲光源、环形器或耦合器、耦合器，然后一路依此连接边带滤波器和光电探测器，另一路连接光电探测器，最后两路再依此与除法器和传感信号响应处理模块连接。本发明的FBG传感器的中心波长只需在滤波器带宽范围内，对制作要求不高；解调系统简单，具有成本低、稳定性好、分辨率高等特点；光源不受限制，可采用普通的宽带光源或激光光源，进一步降低了成本。本发明通过时域反射技术和边缘滤波方法相结合可以实现FBG传感器的复用、波长解调和空间定位，成本低易于实现。
文档编号G01D5/26GK101458100SQ200910300160
公开日2009年6月17日 申请日期2009年1月13日 优先权日2009年1月13日
发明者冉曾令, 饶云江 申请人:冉曾令