一种温度自适应的FBG解调方法及系统与流程

一种温度自适应的fbg解调方法及系统
技术领域
1.本发明涉及光纤传感/光电检测技术领域，尤其涉及一种温度自适应的fbg解调方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.在煤矿井下巷道顶板应力和钻孔应力的监测中，常常需要使用到传统的煤矿机械式顶板离层传感器和钻孔应力传感器，这类传感器结构简单、价格低廉，在煤矿上得到广泛应用。现有的顶板动态监测手段主要包括机械式人工监测技术和电子监测技术。但是，由于这类传感器存在测量精度低，难以实时在线监测的缺点，在实际使用时，需要专业人员定期下井做巡检和记录，这样就无法及时发现隐患，不能及时清理故障和排除危险。一般电子顶板应力和钻孔应力传感器主要是基于应变片工作原理，外界应力变化使应变片的电阻改变，通过使用电桥就可以测量由应变片电阻的改变而产生的输出电压变化，从而达到检测应力变化的目的。由于井下的工作环境是高潮湿，多粉尘，电子元件很容易受井下淋水及粉尘的影响，造成传感器使用寿命短，信号传输易受电磁干扰，容易数据误报等问题。
4.fbg(光纤布拉格光栅)应力传感器与传统电子传感器相比，具有不带电、本质安全、抗电磁干扰能力强、易于复用和结构简单等优点。fbg应力传感器所监测到的应力变化是通过fbg波长解调仪来解调和计算出的。在fbg解调仪中，通过检测fbg中心波长的漂移量，就可以计算被测物理量的变化。目前，已有多种fbg解调技术被广泛应用于fbg解调仪，例如边缘滤波法、可调f-p滤波器法、干涉解调法、匹配fbg法、波长扫描激光器法等。这些方法大多使用宽谱光源或dfb光源，需要对光源进行恒温控制，从而使得整个传感系统功耗较大，生产成本高，维护难度大。
5.针对煤矿井下巷道温度、顶板应力监测等应用，还需要考虑fbg解调仪的防爆特性。现有技术公开了一种基于vcsel(垂直腔面发射激光器)的fbg解调装置及工作方法，利用乙炔气体在c波段1527-1530nm的5个吸收峰作为参考波长来测量fbg中心波长，这种方法相对于传统解调方法有效的降低了解调仪的部分功耗。一般而言，c波段vcsel的温度/波长系数约为0.11nm/℃，由于固定使用乙炔气体在1527-1530nm的5个吸收峰，这就意味着在使用这个光栅解调系统时，必须给激光器附加一个温度控制系统，以保证激光器扫描波长可以覆盖整个1527-1531nm的波长范围，以便避免由于较大的环境温度变化，可能导致激光器扫描波长偏离5个乙炔吸收峰的波长范围，使解调系统无法正常工作。然而，当激光器使用了温度控制系统(tec)，整个传感系统的功耗和成本都会相应的增加，系统结构变的复杂，特别是功耗不能达到本安的要求。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出了一种温度自适应的fbg解调方法及系统，选用吸
收峰分布范围比较大的甲烷气体作为参考波长来解调fbg中心波长，同时通过选用和匹配vcsel的波长扫描范围和fbg中心波长，做到在不使用温控装置的条件下，有效的测量fbg中心波长的变化值，使整个传感器测量系统满足低功耗、低成本、小型化的要求。
7.在一些实施方式中，采用如下技术方案：
8.一种温度自适应的fbg解调方法，包括：
9.基于不同vcsel在无温控情况下所能适应的工作温度变化范围，选定满足设定要求的vcsel；同时选取甲烷吸收峰波长和fbg波长，使得在所述设定的温度范围内，vcsel的扫描波长范围始终覆盖fbg中心波长、因传感引入的波长变化量以及至少一个对应的甲烷吸收峰；
10.在每一个预设的温度范围内，根据甲烷吸收峰的波长位置和fbg中心波长的位置来确定fbg中心波长值和传感后的变化量。
11.在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
12.一种温度自适应fbg解调系统，包括：
13.依次连接的vcsel、光纤隔离器、光纤分路器、光纤耦合器和fbg传感器；光纤耦合器的其中一端口连接光电探测电路和模数转换器，模数转换器的输出连接微处理器，微处理器的输出端依次连接数模转换器和电流驱动电路后，连接至vcsel；
14.所述光纤分路器具有一个输入端口和八个输出端口，所述输出端口一路光纤经过耦合器直接输往光电探测器；一路光纤经过耦合器和用于波长校准的参考气室后输往光电探测器；八路光纤经过耦合器后输入fbg传感器，经传感fbg反射后输往光电探测器；
15.采用上述的温度自适应的fbg解调方法，所述微处理器接收环境温度和压力测量数据，通过锯齿波电流驱动电路驱动vcsel，并根据vcsel内部热敏电阻测量的当前vcsel温度和驱动电流的变化值，确定vcsel的驱动电流对应的波长范围，形成周期性波长扫描；
16.根据vcsel工作温度范围内的甲烷吸收峰位置，调整vcsel波长的扫描范围，使之覆盖至少一个甲烷吸收峰波长。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.(1)本发明选用吸收峰分布范围比较大的甲烷气体作为参考波长来解调fbg中心波长，同时通过选用和匹配vcsel的波长扫描范围和fbg中心波长，做到在不使用温控装置的条件下，有效的测量fbg中心波长的变化值，使整个传感器测量系统满足低功耗、低成本、小型化的要求。
19.(2)由于整个测量系统的功耗很低，该系统可以用电池驱动运行，加上无线传输模块，就可以做成一个无线传感网的移动传感器节点，极大的增加了传感器的实用性和灵活性。采用该方案不仅降低了系统功耗和解调装置成本，而且减少了体积，使该装置不但满足本安要求，而且便于施工安装，同时也可解决煤矿井下取电难的问题。
20.(3)本发明方法不需要激光器温控装置，可以在不同的工作温度下，通过动态的选择当时温度下vcsel可以扫描到的1到2个吸收峰进行参考和补偿，使vcsel在特定范围内正常工作。这种低功耗、温度自适应的fbg解调方法及系统特别适用于煤矿井下巷道中用fbg作为测量、监测温度、顶板应力、钻孔应力等物理量传感器的信号解调。
21.本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
22.图1(a)-(b)分别为本发明实施例中确定使用的vcsel的波长值与甲烷吸收峰的相对应关系及fbg有效工作区域示意图；
23.图2为本发明实施例中用于煤矿应力监测的低功耗、温度自适应的fbg解调装置示意图；
24.其中，1.vcsel、2.光纤隔离器、3.光纤分路器、4.第一光纤耦合器、5.第二光纤耦合器、6.参考气室、7.光电探测器、8.线性跨阻放大器、9.模数转换器、10.微处理器、11.数模转换器、12.电流驱动电路、13.通信接口、14.fbg传感器。
具体实施方式
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.实施例一
28.在一个或多个实施方式中，公开了一种温度自适应的fbg解调方法，包括以下过程：
29.步骤(1)：确定不同vcsel在无温控情况下所能适应的工作温度变化范围；
30.具体地，在没有温控条件下vcsel的输出波长特性主要体现在以下两点：
31.1)在没有激光器温控装置的条件下，vcsel的中心波长的大小，或该波长在光谱上的位置是随激光器环境温度变化而变化的，vcsel的温度与扫描波长近似线性关系：λ＝kt，k为温度系数，不同vcsel的k值不同。所以当不同的vcsel的温度在0℃到40℃变化时，其中心波长可以从1642-1654nm变化到1646-1658nm不等。
32.2)在1640-1660nm波段范围内，vcsel的驱动电流与扫描波长近似一个二次曲线关系：λ＝ai2+bi+c，当vcsel工作在一个幅值变化为1-14ma的锯齿波扫描电流驱动下时，vcsel波长变化范围约为5-6个nm，形成了vcsel波长的扫描范围。因此，根据vcsel波长特性选择激光器时，就要求在0℃到40℃的工作温度范围内，不同的vcsel在0℃时的最短波长到vcsel在40℃时的最长波长都可以覆盖在整个1640-1660nm波段范围内，同时也要求在每一个温度下vcsel扫描波长范围内都会存在1到2个甲烷吸收峰。
33.vcsel根据是以下几个参数来选择的：vcsel分别在0和40℃时的波长值λ@0℃(nm)和λ@40℃(nm)，在0-40℃温度变化范围内vcsel波长与驱动电流变化的关系δλ/δi(nm/ma)：0.5nm/ma，在扫描电流变化范围内vcsel波长与温度变化的关系δλ/δt(nm/℃)：0.122nm/℃，在0-40℃温度变化范围内vcsel输出功率和驱动电流变化的关系，以及vcsel的最大驱动电流范围。通过对这些参数的分析，可以挑选出在不同的工作温度下的波长变化范围，或波长扫描范围的vcsel。
34.本实施例通过大量试验测试确定出所使用的vcsel波长变化与温度变化在中心波
长电流处的关系δλ/δt(nm/℃)是0.116nm/℃～0.128nm/℃，平均值为0.122nm/℃；以及vcsel波长变化与驱动电流变化的关系δλ/δi(nm/ma)是0.418nm/ma～0.550nm/ma，平均值为0.5nm/ma，在0-40℃温度变化范围内vcsel输出功率和驱动电流变化的关系，以及vcsel的最大驱动电流范围。根据这几组关系确定vcsel在不同的工作温度下的波长扫描范围，进而确定vcsel在低温下最大驱动电流和波长，即实现vcsel无温控的最大扫描波长；确定vcsel在高温下最小驱动电流和波长，即实现vcsel无温控的最小扫描波长；最终确定不同vcsel在无温控情况下所能适应的工作温度变化范围。
35.步骤(2)：选定满足设定要求的vcsel，同时选取甲烷吸收峰波长和fbg波长，使得在所述设定的温度范围内，vcsel的扫描波长范围始终覆盖fbg中心波长(fbg峰值波长)、因传感引入的波长变化量以及至少一个对应的甲烷吸收峰。
36.对于甲烷吸收峰波长的选取，众所周知，甲烷气体分子在红外波段有一套独特的红外吸收光谱线，它们的光谱位置是不随外界环境条件的改变而变化的，因此，在这个光谱范围内，每一个吸收峰都有一个固有的吸收波长，这些吸收峰在光谱中形成了一组“已知波长刻度”，利用这组已知波长刻度，就可以作为参考来测量计算出在这个光谱范围内fbg反射峰值的位置，以及其由外界被测量引起的fbg反射峰波长变化量。本实施例选择了甲烷气体在1640-1660nm波段的几个较强的固有吸收峰作为已知波长刻度：1640.374nm,1642.914nm,1645.561nm,1648.234nm,1650.961nm,1653.723nm,1656.546nm和1659.413nm，8个甲烷吸收峰中每两个吸收峰间隔平均约为2.72nm。
37.本实施例通过大量试验测试确定出所使用的vcsel在0和40℃时的阈值电流到拐点电流的波长扫描范围值分别为4.366-5.527nm和2.870-3.676nm，平均值为4.822nm(0℃下)和3.265nm(40℃下)，进而确定出vcsel在0-40℃的整体波长扫描范围平均为：4.96nm+2.411nm+1.6325nm＝9.0035nm，其中，4.96nm为中心波长偏移平均值，2.411nm为0℃时波长扫描范围的一半，1.6325nm为40℃时波长扫描范围的一半。已知甲烷吸收峰波长平均间隔为2.72nm，进而可知当vcsel温度从0℃变化到40℃，vcsel整体波长扫描范围内可覆盖最多4个、最少3个甲烷吸收峰。
38.对于fbg波长的选取，fbg波长的选择需要满足以下三个条件：
39.1)fbg波长加上由被测量引起的变化量应始终处在vcsel的每一个扫描波长范围内；
40.2)vcsel的每一个扫描波长范围内都会存在1到2个甲烷吸收峰；
41.3)在0-40℃的温度的范围内，以上两个条件均能满足。这样，就能在0-40℃的温度范围内，使vcsel的扫描波长范围始终覆盖fbg中心波长、因传感引入的波长变化量和1到2个对应的甲烷吸收峰。
42.fbg波长与vcsel扫描波长范围匹配：vcsel在低温下的最大扫描波长和在高温下的最小扫描波长决定有效波长扫描范围(低温到高温共同覆盖的波长范围)，光栅的工作波长需要选择在有效波长扫描范围内；这个范围为vcsel低温到高温下任意温度都能扫描到的波长范围，有效波长扫描范围根据低温到高温的温差决定。
43.以顶板离层和钻孔应力传感器为例，根据顶板离层传感器量程(波长变化范围：1-1.2nm左右)、钻孔应力传感器量程(波长变化范围：0.8-1nm左右)和fbg参数(中心波长、3db带宽等)，vcsel在低温下扫描最大波长需达到当前温度下fbg中心波长+2nm，具体为当前温
度下fbg中心波长+1.2(传感器波长最大变化量)+0.2nm(传感器封装时的预应力)+0.3nm(余量，防止误差变化导致扫描不到光栅中心波长)+0.3nm(fbg波长3db带宽)；vcsel在高温下扫描最小波长需小于当前温度下fbg中心波长-0.4nm，具体为当前温度下fbg中心波长-0.3nm(fbg波长带宽)+0.2nm(传感器封装时的预应力)-0.3nm(余量，防止误差变化导致扫描不到光栅中心波长)。以中心波长为1648.5
±
0.2nm(室温下，通常20℃左右)fbg为例，解调装置对应的fbg传感器主要包括温度、顶板离层、钻孔应力传感器等，传感器全量程都在1.2nm以内，所以与中心波长为1648.5
±
0.2nm的传感器(温度、顶板和钻孔)所匹配的vcsel在低温下扫描最大波长需达到1650.5
±
0.2nm，在高温下扫描最小波长需小于1648.1
±
0.2nm，即vcsel有效波长扫描范围需满足：
44.1648.1
±
0.2nm～1650.5
±
0.2nm(约2.4nm)。
45.步骤(3)：在每一个预设的温度范围内，根据甲烷吸收峰的波长位置和fbg中心波长的位置来确定fbg中心波长值和传感后的变化量；
46.预设温度范围为：0-20℃和20-40℃。在每一个温度范围内，vcsel波长的扫描范围覆盖1-2个甲烷吸收峰，利用1到2个对应的甲烷吸收峰作为波长参考来测量计算fbg波长变化。根据甲烷吸收峰的波长位置和fbg中心波长的位置来确定fbg中心波长值和传感后的变化量。在不同的工作温度下，通过动态的选择和锁定不同的甲烷吸收峰，使解调系统在高温和低温情况下都能根据甲烷吸收峰的位置解调出fbg中心波长的位置。
47.本实施例中，覆盖的甲烷吸收峰依次为：1645.561nm和1648.239nm(0到20℃)，1648.239nm和1650.959nm(20到40℃)，如图1(a)-(b)所示；由于不同vcsel波长扫描范围的差异，以上设定温度范围内覆盖的甲烷吸收峰为其中一个示例。利用vcsel内部热敏电阻测量vcsel芯片温度，从而确定vcsel工作的温度范围，进而根据预先设定的温度范围确定vcsel波长扫描范围内所覆盖的1-2个甲烷吸收峰；然后利用锯齿波调谐vcsel的驱动电路，使vcsel的波长发生变化，形成周期性波长扫描；根据出现的甲烷吸收峰数量选择不同的计算方法：
48.1)当vcsel波长扫描范围内存在两个甲烷吸收峰时，利用这两个甲烷吸收峰的已知波长值算出每两个扫描采样点之间所代表的对应波长变化值，然后通过测量fbg峰值时对应的采样点位置，加上一个甲烷吸收峰的已知波长值和每两个扫描采样点之间所代表的对应波长变化值计算出fbg峰值对应的波长值。以所选择的vcsel工作在20-40℃时，vcsel波长扫描范围出现1648.239nm和1650.959nm这两个吸收峰为例，fbg值计算方法如下式：
[0049][0050]
2)当vcsel波长扫描范围内只存在一个甲烷吸收峰时，例如在20℃时，甲烷吸收峰切换，吸收峰处于vcsel波长扫描范围的中心，出现只有一个甲烷吸收峰的情况，可能是1648.239nm，也可能是1650.959nm，1653.757nm
…
；例如在40℃时，vcsel波长扫描范围变小，因此存在只出现一个甲烷吸收峰的情况，可能是1648.239nm，也可能是1650.959nm，也可能是1650.959nm，1653.757nm
…
；首先根据激光器热敏电阻测量到的温度值来确定该吸收峰的波长，然后利用这个气体吸收峰在归一化后，吸收峰值在3db处带宽值进行计算。由于参考气室的压力不变，参考气室吸收峰值3db带宽宽度值也不变，通过测量3db带宽所对应的两个采样点数、fbg峰值对应的采样点数和吸收峰波长值，计算和解调出fbg的中心波
长。以vcsel工作在20℃时为例，vcsel波长扫描范围出现1648.239nm这一个吸收峰，fbg值计算方法如下式：
[0051][0052]
3)当vcsel波长扫描范围内存在任意个甲烷吸收峰时，预先设置vcsel在20℃时的电流参数，首先通过测量fbg峰值对应的采样点位置，得知采样点位置对应的驱动电流值的大小，然后可以根据vcsel在20℃时波长驱动电流的二次曲线关系、vcsel波长与温度的线性关系和vcsel的温度值计算出采样点对应的fbg中心波长。fbg值计算方法如下式：
[0053][0054]
步骤(4)：采用vcsel波长扫描范围内的甲烷吸收峰波长作为固定波长参考点，利用固定的甲烷吸收峰波长纠正vcsel内部热敏电阻与vcsel芯片位置不同导致的测量温度偏差，以准确测量fbg峰值波长及其变化值。
[0055]
由于每支vcsel内部热敏电阻与vcsel芯片位置不同，使得vcsel的实际扫描波长范围或某一处采样点对应的扫描波长，与微处理器根据当前温度计算出的扫描波长范围或某一处采样点对应的扫描波长存在一定偏差，导致实际解调出的fbg峰值波长存在偏差。本实施例采用vcsel波长扫描范围内的甲烷吸收峰波长作为一个固定波长参考点，利用固定的甲烷吸收峰波长纠正vcsel内部热敏电阻与vcsel芯片位置不同产生的测量温度偏差，提高解调精度，达到精确测量fbg峰值波长及其变化值的目的。
[0056]
具体纠正方法为：实际甲烷吸收峰λ1对应的采样点为x，根据激光器电流波长参数计算的采样点x对应的波长为λ2，因为vcsel波长与温度近似线性关系，所以纠正的温度误差为：
[0057]
实施例二
[0058]
在一个或多个实施方式中，公开了一种温度自适应fbg解调系统，参照图2，包括：
[0059]
vcsel(1)、光纤隔离器(2)、光纤分路器(3)、光纤耦合器(4)(5)、参考气室(6)、光电探测器(7)、线性跨阻放大器(8)、模数转换器(9)、微处理器(10)、数模转换器(11)、电流驱动电路(12)、通信接口(13)、fbg传感器(14)。
[0060]
vcsel(1)连接光纤隔离器(2)后与1
×
8光纤分路器(3)输入端连接，光纤分路器的第一路到第六路输出连接2
×
1光纤耦合器(4)后连接fbg传感器(14)，2
×
1光纤耦合器(4)两端口的另一路连接光电探测电路(7)和模数转换器(9)；光纤分路器的第七路和第八路分别连接2个2
×
2光耦合器(5)，其中，第七路2
×
2光纤耦合器的一路输出端连接一个fbg(14)，另一端连接一个光电探测器(7)、线性跨阻放大器(8)和模数转换器(9)；第八路2
×
2光纤耦合器(5)的一路输出端连接一个fbg(14)，2
×
2光纤耦合器的另一端连接甲烷气室(6)、光电探测器(7)、线性跨阻放大器(8)和模数转换器(9)。模数转换器(9)的输出连接微处理器(10)，微处理器的输出端连接数模转换器(11)和通信接口(13)，数模转换器(11)通过电流驱动电路(12)连接vcsel(1)。
[0061]1×
8光纤分路器具有一个输入端口和八个输出端口，用于将光源均匀分配给八路输出，经其分光后，一路光纤经过耦合器直接输往光电探测器；一路光纤经过耦合器和用于波长校准的参考气室后输往光电探测器；八路光纤经过耦合器后输入fbg传感器，经传感fbg反射后输往光电探测器。
[0062]2×
1光纤耦合器左侧有两个端口，右侧有一个端口，左侧端口的一端用于连接光纤分路器的输出端，另一端用于连接光电探测器，右侧端口的一端用于连接fbg传感器。vcsel发出的光从左侧端口的一端进入右侧端口，再从右侧端口进入左侧端口的两端输出。
[0063]2×
2光纤耦合器两侧各有两个端口,左侧端口的一端用于连接光纤分路器的输出端，另一端用于连接光电探测器，右侧端口的一端用于连接fbg传感器，另一端用于连接甲烷参考气室和光电探测器。vcsel发出的光从左侧端口的一端进入右侧端口的两端输出，再从右侧端口一端进入左侧端口的两端输出。
[0064]
由于光纤耦合器具有双向传光的特性，因此，在光源(1)和光纤分路器(3)之间加入光纤隔离器(2)，就可以将fbg反射回的光隔离，减少了反射光对光源干扰。
[0065]
本实施例温度自适应fbg解调系统的工作步骤如下:
[0066]
1)温度、压力检测装置测量环境温度和压力并将测量值发送到微处理器。微处理器通过锯齿波电流驱动电路驱动vcsel，并根据vcsel内部热敏电阻测量的当前vcsel温度和驱动电流的变化值，确定vcsel的驱动电流对应的波长范围，形成周期性波长扫描。并根据vcsel工作温度范围内的甲烷吸收峰位置，调整vcsel波长的扫描范围，使之覆盖的1到2个甲烷吸收峰波长。
[0067]
2)vcsel发出的光经光纤分路器均匀分配给八路输出，光纤分路器的第一到八路输出分别经8个2
×
2光纤耦合器后进入fbg传感器，当入射光波长与fbg中心波长重合时，经过fbg反射的入射光，将经过2
×
2光纤耦合器进入光电探测器。同时，在光纤分路器的第七路光路中，其输出光在经过2
×
2耦合器后的另一路将直接和一个光电探测器连接，用来检测光源光强的变化。在光纤分路器的第八路光路中，其输出光在经过2
×
2耦合器的另一光路将连接一个甲烷参考气室，然后再和一个光电探测器相连接。第一到八路经过耦合器和fbg反射后进入光电探测器的光为fbg中心波长的检测信号，第七路经过耦合器进入光电探测器的光为参考光源信号，第八路经过耦合器和参考气室进入光电探测器的光为甲烷参考气室信号。
[0068]
3)在光电检测电路中，1路参考光源信号、1路参考气室信号和8路fbg中心波长信号分别进入10个光电探测器，这些光电探测器将光信号转换为相应的电流信号，然后经过10个线性跨组放大器放大为模拟电压信号，模数转换器将模拟电压信号转换成数字电压信号。微处理器将接收到的参考气室信号和各个fbg中心波长检测信号利用参考光源信号进行归一化操作，以便消除光源的功率变化造成的影响；
[0069]
4)微处理器根据预设的vcsel电流、温度参数和vcsel当前温度确定参考气室信号甲烷吸收峰的波长，对归一化后的fbg中心波长检测信号进行峰值检测，记录fbg反射峰值处的采样点数。根据实施例一中所述算法，利用对应的1到2个甲烷吸收峰来测量fbg的波长变化，并对热敏电阻位置不同造成的温度误差进行纠正。
[0070]
5)微处理器根据预先标定的温度传感器温度与波长的对应关系、或顶板离层传感器位移量与波长的对应关系、或钻孔应力传感器应力与波长的对应关系，可以计算出相应
的温度变化量、或顶板位移量、或钻孔应力等参数，这些测量的参数可以通过rs485有线通讯接口或lora/nb-lot/wifi等无线方式传输至网络串口服务器，用户可以通过云平台或手机app查询相关信息。
[0071]
本实施例系统功耗低，可以用电池驱动运行，加上无线传输模块，就可以做成一个无线传感网的移动传感器节点，极大的增加了传感器的实用性和灵活性。本实施例系统不仅降低了系统功耗和解调装置成本，而且减少了体积，满足本安要求，便于施工安装，同时也可解决煤矿井下取电难的问题。
[0072]
本实施例系统的传感和解调结构简单，无机械运动部件，不但降低了系统的功耗，而且降低了生产调试成本。该装置可通过电池供电(3.7v/2000m a)，根据现场实际需求选择间歇式工作方式，系统功耗小于200mw，整个装置的工作时间长达6个月。在接近同等测量精度下，与采用tec相比，该系统功耗下降了约一个数量级，解决了常规解调仪功耗大的技术难题。
[0073]
本实施例的fbg解调系统体积(164
×
108
×
47长宽高)只是现有fbg解调装置体积1/3，并且生产成本低，适用于煤矿井下巷道温度、顶板离层应力、钻孔应力等监测离散测量点的应用场合。支持rs485有线通讯接口和zigbee/lora/nb-lot/wifi等无线收发接口。由于解调系统功耗被大大降低，在一些供电困难的场合可根据实际需求选择无线通讯方式。解调系统具有自诊断功能(光源、fbg光谱是否正常工作)和自标校功能(利用甲烷气体吸收峰实时自标校、温度补偿)。
[0074]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。