一种光纤光栅温度检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域，具体地，涉及一种光纤光栅温度检测方法及装置。
【背景技术】
[0002]可调谐光纤Fabry-Perot滤波器(FFP)已广泛应用于传感光栅的信号解调，其中，该滤波器可由Lorentz谱线形状的带通响应描述,典型的3dB谱线宽为0.3纳米,工作范围为几十个纳米。
[0003]可调谐光纤Fabry-Perot腔由压电陶瓷驱动，且施加周期性的锯齿波电压信号用以改变腔长，以实现对确定区域的波长进行周期性的滤波扫描。它可以对测量范围内各光纤Bragg光栅传感元的波长信息进行依次查询，而且将所测波长信息与偏移前波长信息进行比较，得到各传感元的波长偏移量，利用偏移量与所测量值的变化关系，便可判断对应传感元件所感测物理量变化的大小，达到解调的目的。
[0004]但采用FFP可调谐滤波器解调的光纤光栅解调系统可解调的光信号的频谱范围小，不能满足日益需要的大规模温度传感监测系统的要求。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光纤光栅温度检测方法及装置，用以解决现有光纤光栅解调系统存在的解调光信号的频谱范围小等不足。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种光纤光栅温度检测方法，该方法包括以下步骤:
[0007]将设定光波段的光信号进行复合得到复合光信号；
[0008]将复合光信号导入光纤光栅温度传感器得到中心波长光信号；
[0009]利用AOTF声光可调谐滤波器解调中心波长光信号，得到解调的中心波长的光信号;
[0010]根据解调的中心波长光信号得到光纤光栅温度传感器测量到的温度。
[0011]优选地，将设定波段的光信号进行复合得到复合光信号具体为:
[0012]选定具有C波段和L波段的多个光信号，将多个光信号复合得到复合光信号。
[0013]优选地，将复合光信号导入光纤光栅温度传感器得到中心波长光信号具体为:
[0014]对复合光信号进行通道切换；
[0015]将通道切换后的复合光信号导入光纤光栅温度传感器，得到中心波长光信号。
[0016]优选地，利用AOTF声光可调谐滤波器解调所述中心波长光信号，得到解调的中心波长光信号具体为:
[0017]利用射频驱动控制器输出相应频率的电压信号作用于AOTF声光可调谐滤波器，AOTF声光可调谐滤波器接收到所述电压信号后发生衍射，解调出对应的光纤光栅温度传感器的中心波长光信号。
[0018]优选地，根据解调的中心波长光信号得到光纤光栅温度传感器测量到的温度具体为:
[0019]将解调的中心波长光信号转变为电信号；
[0020]对电信号进行解调和计算，得到光纤光栅温度传感器测量到的温度。
[0021]本申请还提供了一种光纤光栅温度检测装置，该装置包括:
[0022]复合光源，用于提供设定光波段的多个光信号；
[0023]耦合器，用于对光信号进行复合；
[0024]光环形器，用于实现光信号的双向传输；
[0025]光开关，用于对光信号进行通道切换；
[0026]光纤光栅温度传感器，用于感知光纤光栅监测温度信号；
[0027]AOTF声光可调谐滤波器，用于接收射频驱动控制器输出的相应频率的电压信号发生衍射，解调出对应的光纤光栅温度传感器的中心波长光信号；
[0028]射频驱动控制器，用于输出频率可调的电压信号以控制AOTF声光可调谐滤波器；
[0029]光电转换器，用于将光信号转换为电信号；
[0030]信号处理器，用于对电信号进行处理，得到光纤光栅温度传感器监测到的温度；
[0031]复合光源通过光纤和耦合器连接；耦合器通过光纤和光环形器连接；光环形器通过光纤分别与光开关和AOTF声光可调谐滤波器连接；光开关通过光纤和光纤光栅温度传感器连接；光电转换器和信号处理器连接；A0TF声光可调谐滤波器和射频驱动控制器连接；A0TF声光可调谐滤波器和光电转换器连接。
[0032]优选地，复合光源包括多个子光源，子光源的光信号的频谱包括C波段和L波段。
[0033]优选地，子光源为ASE宽带光源。
[0034]优选地,光开关包括一个或多个传输窗口，传输窗口用于对光信号进行通道切换。
[0035]本发明的上述技术方案的有益效果如下:
[0036]上述技术方案中，通过复合光源提供设定波段(C波段和L波段)的光信号，扩大了光信号的频谱范围；通过射频驱动控制器对AOTF声光可调谐滤波器进行调制，能够从光纤光栅温度传感器返回的光信号中提取出对应设定波段(C波段和L波段)的解调的中心波长的光信号，提高了光信号频谱的识别范围，能够满足大规模温度传感监测系统的要求。
【附图说明】
[0037]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0038]图1为实施例1的流程图；
[0039]图2为实施例2的结构图；
[0040]图3为实施例3中采用的现有技术中AOTF声光可调谐滤波器的原理图。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0042]为了解决现有光纤光栅解调系统存在的解调光信号的频谱范围小等不足，本发明提供了一种光纤光栅温度检测方法及装置。
[0043]实施例1
[0044]本实施例提供了一种光纤光栅温度检测方法，本实施例的流程图如图1所示，该方法包括以下步骤:
[0045]S1:将设定光波段的光信号进行复合得到复合光信号；
[0046]S2:将复合光信号导入光纤光栅温度传感器得到中心波长光信号；
[0047]S3:利用AOTF声光可调谐滤波器解调中心波长光信号，得到解调的中心波长光信号;
[0048]S4:根据解调的中心波长光信号得到光纤光栅温度传感器测量到的温度。
[0049]本实施例方法采用设定波段(C波段、L波段或其他波段)的光信号，扩大了光信号的频谱范围；并从光纤光栅温度传感器返回的光信号中提取出对应设定波段(C波段、L波段或其他波段)的解调的中心波长的光信号，提高了光信号频谱的识别范围，能够满足大规模温度传感监测系统的要求。
[0050]以下对上述各步骤进行详细说明:
[0051]步骤S1:将设定光波段的光信号进行复合得到复合光信号具体为:
[0052]以C波段和L波段为例，选定具有C波段和L波段的多个光信号，将多个光信号通过耦合器复合得到复合光信号。C波段的范围采用1525纳米-1565纳米；L波段的范围采用1570纳米-1610纳米，更大的频谱范围能够提供更大的频谱选择空间，也就能够为大规模温度传感器的监控提供了基础，解决了光纤光栅传感的光源的局限性问题。
[0053]步骤S2:将复合光信号导入光纤光栅温度传感器得到中心波长光信号具体为:
[0054]S201:为了实现光信号的双向传递,在滤波之前,需要先将复合光信号导入光环形器的第一条光路进行传输，以便和后续步骤中出现的在第二条光路中传输的光纤光栅温度传感器反射回来的中心波长光信号进行无干扰的双向传输。
[0055]S202:对复合光信号进行通道切换；
[0056]使复合光信号导入光开关,光开关有多个光信号传输窗口，依据来自信号处理器的控制信号来选择开启、关断光开关通路。由于本实施例采用了 C波段加L波段的光信号，所以，光开关可以将复合光信号分成更多的光波段的光信号信号以用于对温度的测量，能够适用于大规模温度传感器的监测。
[0057]S203:将通道切换后的复合光信号导入光纤光栅温度传感器，得到中心波长光信号。
[0058]将复合光信号通过光开关后传输到光纤光栅温度传感器，并返回对应的光纤光栅温度传感器所测量的中心波长光信号，中心波长光信号能反映对应光纤光栅温度传感器测量到的温度信息。
[0059]步骤S3:利用AOTF声光可调谐滤波器解调中心波长光信号，得到解调的中心波长的光信号具体为:
[0060]将上述步骤得到的中心波长光信号经光开关和光环形器的第二光路后导入AOTF声光可调谐滤波器(Ac