一种光纤传感检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种光纤传感检测系统，用于测量传感光纤沿线的温度和应变的信号大小。激光器Ⅰ发送激光，电光调制器将激光调制成泵浦光信号，放大器对信号进行放大传输。激光器Ⅱ发出斯托克斯光至传感光纤，传感光纤将接收到的信号进行合成输出后瑞利散射光和受激布里渊散射光。探测器Ⅰ探测后向瑞利散射光的功率。探测器Ⅱ探测受激布里渊散射光的功率。模数转换器将两路模拟信号转换为数字信号输出，现场可编程门阵列将两路数字信号进行缓存并将信号存储至存储器内。处理器对信号进行解调。串行总线为计算机和处理器提供通信通道，计算机将处理器信号显示在屏幕上。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种光纤传感检测系统。
技术介绍
目前，除了拉曼散射分布式光纤传感器外，布里渊散射分布式光纤传感器是最具实用前景的分布式传感器之一。对于布里渊散射分布式光纤传感器的研究主要集中在温度或应变的测量和提高系统性能上，实现温度和应变同时测量的研究则相对较少。但是在科研和实际工程技术应用中许多场合需要分别确定温度和应变的分布，然而实际测量中温度和应变同时存在并互相影响。由于光纤中布里渊信号光强和频移同时受应变和温度的影响，仅由单一的布里渊散射信号光强或频移无法分辨该强度或频移变化是由应变还是由温度所引起，所以要分别获得准确的温度和应变信息比较困难。这是基于布里渊散射的分布式光纤传感器普遍存在的问题，为了使其在众多应用领域中更好的发挥其特点，研究温度和应变的区分将很有意义。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是:提供一种光纤传感检测系统，用于测量传感光纤沿线的温度和应变的信号大小。为解决上述技术问题，本技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种光纤传感检测系统，包括激光器1、电光调制器、放大器、激光器Π、传感光纤、探测器1、探测器Π、差分放大器、模数转换器、现场可编程门阵列、存储器、处理器、时钟芯片、串行总线和计算机，用于测量传感光纤沿线的温度和应变的信号大小。电光调制器的一端与激光器I相连，另一端与放大器相连，激光器I发送激光，电光调制器将激光调制成栗浦光信号，放大器对信号进行放大传输。放大器连接在传感光纤上，激光器Π连接在传感光纤上，激光器Π发出斯托克斯光至传感光纤，传感光纤将接收到的信号进行合成输出后瑞利散射光和受激布里渊散射光。探测器I连接在传感光纤上，探测器I探测后向瑞利散射光的功率。探测器Π与传感光纤相连，探测器Π探测受激布里渊散射光的功率。探测器I和探测器π的输出端都连接在差分放大器上，差分放大器对接收到的两路信号进行放大。模数转换器一端与差分放大器相连，另一端与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列与模数转换器相连，模数转换器将两路模拟信号转换为数字信号输出，现场可编程门阵列将两路数字信号进行缓存并将信号存储至存储器内。处理器对信号进行解调。时钟芯片上连接有现场可编程门阵列和处理器，时钟芯片为现场可编程门阵列和处理器提供时钟信号。串行总线一端与处理器相连，另一端与计算机相连，串行总线为计算机和处理器提供通信通道，计算机将处理器信号显示在屏幕上。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤传感检测系统所述的放大器为掺铒光纤放大器。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤传感检测系统所述的模数转换器选用德州仪器有限公司生产的模数转换器，其型号为ADS62P25。作为本方案的进一步优化，本技术一种光纤传感检测系统所述的处理器选用德州仪器有限公司生产的处理器，其型号为TMS320VC5416。本技术一种光纤传感检测系统的有益效果为:a.测量了传感光纤沿线的温度和应变信号的大小；b.信号处理精度高。【附图说明】图1为本技术一种光纤传感检测系统的系统框图。【具体实施方式】在图1中，本技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种光纤传感检测系统，包括激光器1、电光调制器、放大器、激光器Π、传感光纤、探测器1、探测器Π、差分放大器、模数转换器、现场可编程门阵列、存储器、处理器、时钟芯片、串行总线和计算机，用于测量传感光纤沿线的温度和应变的信号大小。电光调制器的一端与激光器I相连，另一端与放大器相连，激光器I发送激光，电光调制器将激光调制成栗浦光信号，放大器对信号进行放大传输。放大器为掺铒光纤放大器。放大器连接在传感光纤上，激光器Π连接在传感光纤上，激光器Π发出斯托克斯光至传感光纤，传感光纤将接收到的信号进行合成输出后瑞利散射光和受激布里渊散射光。因为栗浦光和斯托克斯光在传感光纤中发生生受激布里渊散射效应，使栗浦光的能量向斯托克斯信号光转移，斯托克斯光将被放大。当传感光纤中同时存在温度和应变的信号时，由于布里渊增益谱同时受到温度和应变的影响，导致栗浦光向斯托克斯信号光的能量转移改变，所以得到的受激布里渊散射光信号的光功率是温度和应变相互影响后的结果，而不是由单一的温度或者应变的影响而产生。同时，栗浦光在传感光纤中产生后向瑞利散射，后向瑞利散射光的功率主要受到应变的影响。探测器I连接在传感光纤上，探测器I探测后向瑞利散射光的功率。探测器Π与传感光纤相连，探测器Π探测受激布里渊散射光的功率。探测器I和探测器Π的输出端都连接在差分放大器上，差分放大器对接收到的两路信号进行放大。探测器I输出的功率信号受应变后的功率信号，信号经现场可编程门阵列缓存后由处理器解调出应力大小。探测器Π接收到的信号功率为受到应变和温度的双重影响的信号功率，信号经处理器解调并排除应力大小影响后得出温度值。模数转换器一端与差分放大器相连，另一端与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列与模数转换器相连，模数转换器将两路模拟信号转换为数字信号输出，现场可编程门阵列将两路数字信号进行缓存并将信号存储至存储器内。模数转换器选用德州仪器有限公司生产的模数转换器，其型号为ADS62P25。模数转换器的采样速率和精度很大程度上决定了系统对温度的处理精度，利用该型模数转换器满足了系统的速度和精度要求。模数转换器输出的是高速的数据流，只利用处理器满足不了信号的采集速率，利用现场可编程门阵列对信号进行缓存后传输，保证了信号采集和处理的速度。处理器对信号进行解调。时钟芯片上连接有现场可编程门阵列和处理器，时钟芯片为现场可编程门阵列和处理器提供时钟信号。串行总线一端与处理器相连，另一端与计算机相连，串行总线为计算机和处理器提供通信通道，计算机将处理器信号显示在屏幕上。处理器选用德州仪器有限公司生产的处理器，其型号为TMS320VC5416。该型处理器为数字信号处理器，运算速度快，满足对模数转换器采集的大批量数据进行实时处理的要求。当然上述说明并非对本技术的限制，本技术也不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本技术的保护范围。【主权项】1.一种光纤传感检测系统，包括激光器1、电光调制器、放大器、激光器Π、传感光纤、探测器1、探测器Π、差分放大器、模数转换器、现场可编程门阵列、存储器、处理器、时钟芯片、串行总线和计算机，其特征在于:电光调制器的一端与激光器I相连，另一端与放大器相连，激光器I发送激光，电光调制器将激光调制成栗浦光信号，放大器对信号进行放大传输;放大器连接在传感光纤上，激光器Π连接在传感光纤上，激光器Π发出斯托克斯光至传感光纤，传感光纤将接收到的信号进行合成输出后瑞利散射光和受激布里渊散射光;探测器I连接在传感光纤上，探测器I探测后向瑞利散射光的功率;探测器Π与传感光纤相连，探测器Π探测受激布里渊散射光的功率;探测器I和探测器Π的输出端都连接在差分放大器上，差分放大器对接收到的两路信号进行放大;模数转换器一端与差分放大器相连，另一端与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列与模数转换器相连，模数转换器将两路模拟信号转换为数字信号输出，现场可编程门阵列将两路数字信号进行缓存并将信号存储至存储器内；处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤传感检测系统，包括激光器Ⅰ、电光调制器、放大器、激光器Ⅱ、传感光纤、探测器Ⅰ、探测器Ⅱ、差分放大器、模数转换器、现场可编程门阵列、存储器、处理器、时钟芯片、串行总线和计算机，其特征在于：电光调制器的一端与激光器Ⅰ相连，另一端与放大器相连，激光器Ⅰ发送激光，电光调制器将激光调制成泵浦光信号，放大器对信号进行放大传输；放大器连接在传感光纤上，激光器Ⅱ连接在传感光纤上，激光器Ⅱ发出斯托克斯光至传感光纤，传感光纤将接收到的信号进行合成输出后瑞利散射光和受激布里渊散射光；探测器Ⅰ连接在传感光纤上，探测器Ⅰ探测后向瑞利散射光的功率；探测器Ⅱ与传感光纤相连，探测器Ⅱ探测受激布里渊散射光的功率；探测器Ⅰ和探测器Ⅱ的输出端都连接在差分放大器上，差分放大器对接收到的两路信号进行放大；模数转换器一端与差分放大器相连，另一端与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列与模数转换器相连，模数转换器将两路模拟信号转换为数字信号输出，现场可编程门阵列将两路数字信号进行缓存并将信号存储至存储器内；处理器对信号进行解调；时钟芯片上连接有现场可编程门阵列和处理器，时钟芯片为现场可编程门阵列和处理器提供时钟信号；串行总线一端与处理器相连，另一端与计算机相连，串行总线为计算机和处理器提供通信通道，计算机将处理器信号显示在屏幕上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，赵埕萱，陆玉正，李俊娇，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34