中，电源模块201的供电电压为5V及12V，分别对可调式F-P滤波器102、驱动电路模块206、放大电路模块204及数据采集模块203进行供电。
[0026]本实用新型的多通道光纤光栅解调仪的工作原理如下:
[0027]可调式F-P滤波器102相当于一个窄带滤波器，在本实用新型中，可调式F-P滤波器102的窄带光谱小于0.3nm。F-P腔腔长的伸长量与所加的驱动电压成正比，当数据采集模块203内ARM或FPGA微处理器控制驱动电路模块206对可调式F-P滤波器102内的压电体施加一个锯齿波扫描电压时，压电体将产生伸缩，F-P腔的腔长发生变化,继而使F-P腔的透射光波长发生变化。不同的扫描电压对应的透射光中心波长不同，这样就使多个光纤光栅传感组器10401在同一时刻反射回来的不同中心波长的光脉冲。如果F-P腔的透射波峰与光纤光栅传感组器10401的反射波峰相遇时，光电探测器20201探测到的透射光强达到最大，透射光经过光电探测器20201及放大电路模块204转化为放大的数字电信号，进入数据采集模块203中进行数据采集、数据处理及峰值检测，根据波长与电压的对应关系，采用一定的算法，就可通过测得的电压值得出光纤光栅传感器组10401反馈回的波长值。
[0028]请继续参阅图1，本实用新型的多通道光纤光栅解调仪的工作过程如下:
[0029]如图1所示，宽带光源101入射可调式F-P滤波器102，可调式F-P滤波器102在驱动电路模块206的锯齿波扫描电压的驱动下，出射连续的不同中心波长的窄带光，窄带光通过四个I X 16光分路器103将光分成四个16通道的光纤光栅传感器组104。可调式F-P滤波器102发射的窄带光扫描光纤光栅传感器组的10401-10416，当窄带光的中心波长与光纤光栅传感器组104的布拉格反射中心波长相同时,光电探测器组202探测的光信号最强，光电转换的电压最大，经光电探测器组202光电转换得到的电信号电压经过放大电路模块204的放大、滤波和整形后，再通过数据采集模块203的数据采集、峰值检测及数据处理，根据可调式F-P滤波器102的扫描电压与其透射光中心波长的对应关系就可解调出每个光纤光栅的波长。每个光纤光栅传感器模块104的数据结果最后都通过数据线传往上位机205中并在上位机205上以谱形图的形式显示出来。当光纤光栅传感器模块104遭遇到的压力或温度与应变等的变化超过预设值时，本发明的多通道光栅光纤解调仪将会报警，通过谱形图可直观地发现问题所在并及时解决问题。
[0030]本实用新型的有益效果是:区别于现有技术的情况，本实用新型的多通道光纤光栅解调仪将宽带光源发出的光通过可调式F-P滤波器，从可调式F-P滤波器出来的透射光再通过光分路器对光纤光栅传感阵列各通道的传感光栅同步扫描，当光栅信号受外界信号调制下发生波长偏移时，不同光谱带的光栅反射的中心波长不会互相重叠，当可调式F-P滤波器透射峰的中心波长与传感光栅反射峰的中心波长相等时，通过光电探测器组再进行光电转换的电压值最大，然后经放大电路模块滤波放大后传输到数据采集模块解调出被测信号，最后将解调信号传输到上位机中显示。本实用新型可以实现在C波段独立监测上百个光纤光栅传感器通道，从而对多通道分布式光纤光栅传感器系统进行并行、实时、高精度波长解调，具有操作简便、使用动态范围大及性能稳定等特点。
[0031]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，包括光路单元及电路单元，所述光路单元包括由光纤依次串联的宽带光源、可调式F-P滤波器、光分路器及光纤光栅传感模块；所述电路单元包括电源模块、光电探测器模块、数据采集模块、放大电路模块、上位机及驱动电路模块；所述电源模块分别与所述宽带光源、所述可调式F-P滤波器、所述驱动电路模块、所述放大电路模块及所述数据采集模块相连，所述光电探测器模块、所述放大电路模块、所述数据采集模块及所述驱动电路模块依次相连；所述数据采集模块与所述上位机相连；其中，所述光电探测器模块接收所述光纤光栅传感器模块的反射光信号并转换为电信号传输给所述放大电路模块。
2.根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述光纤光栅传感器模块的数量为四个，各自相互独立工作，每个所述光纤光栅传感器模块包括十六个光纤光栅传感器组。
3.根据权利要求2所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述光电探测器模块的数量为四组，分别一一对应于四个所述光纤光栅传感器模块；每组所述光电探测器模块包括十六个光电探测器，分别一一对应于十六个所述光纤光栅传感器组；所述光电探测器为InGaAs (铟镓砷)光电二极管。
4.根据权利要求3所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述放大电路模块的数量为四个，分别一一对应于四个所述光电探测器模块。
5.根据权利要求4所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述数据采集模块的数量为四个，分别 对应于四个所述放大电路模块。
6.根据权利要求5所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述数据采集模块包括ARM或FPGA微处理器，所述ARM或FPGA微处理器输出脉冲控制信号启动所述驱动电路模块控制所述可调式F-P滤波器对所述宽带光源的光谱信号进行扫频。
7.根据权利要求2所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述光分路器的数量为四个，分别一一对应于四个所述光纤光栅传感器模块；每个所述光分路器为1X16多通道光纤稱合器。
8.根据权利要求7所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述光分路器为3dB光纤率禹合器。
9.根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述电源模块的供电电压为5V及12V。
10.根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调仪，其特征在于，所述可调式F-P滤波器的窄带光谱小于0.3nm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多通道光纤光栅解调仪，包括光路单元及电路单元，该光路单元包括由光纤依次串联的宽带光源、可调式F-P滤波器、光分路器及光纤光栅传感模块；该电路单元包括电源模块、光电探测器模块、数据采集模块、放大电路模块、上位机及驱动电路模块；该电源模块分别与该宽带光源、该可调式F-P滤波器、该驱动电路模块、该放大电路模块及该数据采集模块相连，该光电探测器模块、该放大电路模块、该数据采集模块及该驱动电路模块依次相连；该数据采集模块与该上位机相连；其中，该光电探测器模块接收该光纤光栅传感器模块的反射光信号并转换为电信号传输给该放大电路模块。本实用新型具有操作简便、使用动态范围大及性能稳定等特点。
【IPC分类】G01D5-353
【公开号】CN204388875
【申请号】CN201420816791
【发明人】徐巧, 汤树成, 张 杰, 郑炜, 何唯平
【申请人】上海启鹏工程材料科技有限公司, 深圳市海川实业股份有限公司, 深圳海川新材料科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月22日