光纤光栅传感器解调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤光栅传感器解调系统，包括N个光源组、第一光纤合波器、第一光纤分路器、第一光电探测器、第一信号放大器、数据采集卡、计算机、K个环行器/耦合器以及与每个环行器/耦合器对应的光电探测器和信号放大器：第N个光源组包括MN个光源，且MN＞1时，该光源组内的每个光源均通过第二光纤合波器连接至第一光纤合波器；在每个光源组与第一光纤合波器之间还设置有一个扫描滤波器；当K＞1时，还包括第二光纤分路器，每个环行器/耦合器均通过第二光纤分路器与第一光纤分路器相连。通过本发明专利技术，能够提高测量带宽、测量精度、以及可测量的光纤光栅传感器的数量。

【技术实现步骤摘要】
光纤光栅传感器解调系统
本专利技术涉及传感器
，具体而言，涉及一种光纤光栅传感器解调系统。
技术介绍
油井井下测试是石油开采中一项重要技术。通过井下测试，可以掌握油气储层在采油过程中的动态变化信息，并对所测得的信息进行综合分析，可以得到油气水在油藏的分布状态，由此了解整个油区的开发动态，从而为调整、优化油田开发方案及提高原油采收率提供科学依据。传统的电子类传感器无法在井下恶劣的环境诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作，而光纤光栅传感器可以克服这些困难。光纤光栅传感器由于不含电子元件，温度适应性强，可用于高温油井；并且具有无源、耐腐蚀、抗电磁干扰的优点，适合于极恶劣环境；光纤传输的信息量大，一根光纤可同时串接十多级光纤光栅传感器，便于分层和全井筒测试，使用寿命长，可获得分层、连续、实时的井下数据。而且，光纤光栅传感器横截面积小，外形短，在井筒中占据空间极小，在油田的开采中有着广泛的应用前景。传感信号的解调技术是光纤光栅传感系统至关重要的组成部分，信号处理、信号解调的速度和性能最终决定了传感系统的总体性能。光纤光栅传感器信号解调的实质是对传感光栅的反射谱进行实时监测，通过反射谱的变化来分析被测量的变化情况。目前，国内外应用于光纤光栅传感器的解调方法有多种。然而，现有的光纤光栅传感器解调仪测量带宽不够大，一根光纤可以级联的光纤光栅传感器数量不多，不适合油井的多点准分布测量。另外，现有解调仪精度分辨率有限，这也限制了油井测量参数如温度压力等的精度分辨率，影响油井状况的精确分析。因此，需要一种新的光纤光栅传感器解调系统，能够提高测量带宽、测量精度、以及可测量的光纤光栅传感器的数量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种新的光纤光栅传感器解调系统，能够提高测量带宽、测量精度、以及可测量的光纤光栅传感器的数量。有鉴于此，本专利技术提供了一种光纤光栅传感器解调系统，包括N（N为大于1的自然数）个光源组、第一光纤合波器、第一光纤分路器、第一光电探测器、第一信号放大器、数据采集卡、计算机、K（K为非0自然数）个环行器/耦合器以及与每个所述环行器/耦合器对应的光电探测器和信号放大器，其中：每个所述光源组均依次通过所述第一光纤合波器、所述第一光纤分路器、所述第一光电探测器、所述第一信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；第N个光源组包括MN（MN为非0自然数）个光源，且在第N个光源组内，当MN＞1时，该光源组还包括第二光纤合波器，该光源组内的每个光源均通过所述第二光纤合波器连接至所述第一光纤合波器；在每个光源组与所述第一光纤合波器之间还设置有一个扫描滤波器，且当MN＞1时，该光源组的扫描滤波器设置在所述第二光纤合波器与所述第一光纤合波器之间，或者，在所述第一光纤合波器和所述第一光纤分路器之间设置有可调扫描滤波器；每个所述环行器/耦合器均依次通过相应的光电探测器、相应的信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；当K＞1时，所述光纤光栅传感器解调系统还包括第二光纤分路器，每个所述环行器/耦合器均通过所述第二光纤分路器与所述第一光纤分路器相连。在该技术方案中，可以选用多组不同波段的光源，从而增大了光纤光栅传感器解调系统的测量带宽；还可以在每组光源中布置多个光源，增大了光源的强度，从而提高了测量精度；还可以选用多个环行器/耦合器，从而提高了可测量的光纤光栅传感器数量。优选地，在所述第一光纤分路器和所述第一光电探测器之间还设置有波长校准装置。在该技术方案中，增设波长校准装置可以保证测量结果更加可靠。附图说明图1是本专利技术第一实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图2是本专利技术第二实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图3是本专利技术第三实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图4是本专利技术第四实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图5是本专利技术第五实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图6是本专利技术第六实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图7是本专利技术第七实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图；图8是本专利技术第八实施例的光纤光栅传感器解调系统的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供的光纤光栅传感器解调系统，包括N（N为大于1的自然数）个光源组、第一光纤合波器、第一光纤分路器、第一光电探测器、第一信号放大器、数据采集卡、计算机、K（K为非0自然数）个环行器/耦合器以及与每个所述环行器/耦合器对应的光电探测器和信号放大器，其中：每个所述光源组均依次通过所述第一光纤合波器、所述第一光纤分路器、所述第一光电探测器、所述第一信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；第N个光源组包括MN（MN为非0自然数）个光源，且在第N个光源组内，当MN＞1时，该光源组还包括第二光纤合波器，该光源组内的每个光源均通过所述第二光纤合波器连接至所述第一光纤合波器；在每个光源组与所述第一光纤合波器之间还设置有一个扫描滤波器，且当MN＞1时，该光源组的扫描滤波器设置在所述第二光纤合波器与所述第一光纤合波器之间，或者，在所述第一光纤合波器和所述第一光纤分路器之间设置有可调扫描滤波器；每个所述环行器/耦合器均依次通过相应的光电探测器、相应的信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；当K＞1时，所述光纤光栅传感器解调系统还包括第二光纤分路器，每个所述环行器/耦合器均通过所述第二光纤分路器与所述第一光纤分路器相连。在该技术方案中，可以选用多组不同波段的光源，从而增大了光纤光栅传感器解调系统的测量带宽；还可以在每组光源中布置多个光源，增大了光源的强度，从而提高了测量精度；还可以选用多个环行器/耦合器，从而提高了可测量的光纤光栅传感器数量。优选地，在所述第一光纤分路器和所述第一光电探测器之间还设置有波长校准装置。在该技术方案中，增设波长校准装置可以保证测量结果更加可靠。基于本专利技术的以上技术方案，可以通过以下实施例实现：如图1所示，本专利技术第一实施例为选用单个1300nm宽带光源和单个1550nm宽带光源组成的宽谱光源的单测量通道光纤光栅传感器解调系统，它包括1300nm波段宽带光源1，与1300nm波段宽带光源1连接的1300nm波段扫描滤波器3，1550nm波段宽带光源2，与1550nm波段宽带光源2的1550nm波段扫描滤波器4，与1300nm波段扫描滤波器3和1550nm波段扫描滤波器4连接的光纤合波器5，与光纤合波器5连接的光纤分路器6，与光纤分路器6一端连接的波长较准模装置9，与波长较准模装置9连接的光电探测器10，与光电探测器10连接的电信号放大器12，与光纤分路器6另一端连接的光纤环行器/耦合器7，与光纤环行器/耦合器7一端连接的测试端口8，与光纤环行器/耦合器7另一端连接的光电探测器11，与光电探测器11连接的电信号放大器13，与电信号放大器12和电信号放大器13连接的数据采集卡14，与数据采集卡14连接的计算机15。1300nm波段宽带光源1发出的光覆盖整个1300nm波段，1550nm波段宽带光源2发出的光覆盖整个1550nm波段。波长可调的1300nm波段扫描滤波器3和1550nm波段扫描滤波器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤光栅传感器解调系统，其特征在于，包括N（N为大于1的自然数）个光源组、第一光纤合波器、第一光纤分路器、第一光电探测器、第一信号放大器、数据采集卡、计算机、K（K为非0自然数）个环行器/耦合器以及与每个所述环行器/耦合器对应的光电探测器和信号放大器，其中：?每个所述光源组均依次通过所述第一光纤合波器、所述第一光纤分路器、所述第一光电探测器、所述第一信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；?第N个光源组包括MN（MN为非0自然数）个光源，且在第N个光源组内，当MN＞1时，该光源组还包括第二光纤合波器，该光源组内的每个光源均通过所述第二光纤合波器连接至所述第一光纤合波器；?在每个光源组与所述第一光纤合波器之间还设置有一个扫描滤波器，且当MN＞1时，该光源组的扫描滤波器设置在所述第二光纤合波器与所述第一光纤合波器之间，?或者，?在所述第一光纤合波器和所述第一光纤分路器之间设置有可调扫描滤波器；?每个所述环行器/耦合器均依次通过相应的光电探测器、相应的信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；?当K＞1时，所述光纤光栅传感器解调系统还包括第二光纤分路器，每个所述环行器/耦合器均通过所述第二光纤分路器与所述第一光纤分路器相连。...

【技术特征摘要】
1.一种光纤光栅传感器解调系统，其特征在于，包括N个光源组、第一光纤合波器、第一光纤分路器、第一光电探测器、第一信号放大器、数据采集卡、计算机、K个环行器/耦合器以及与每个所述环行器/耦合器对应的光电探测器和信号放大器，N为大于1的自然数,K为非0自然数,其中：每个所述光源组均依次通过所述第一光纤合波器、所述第一光纤分路器、所述第一光电探测器、所述第一信号放大器、所述数据采集卡连接至所述计算机；第N个光源组包括MN个光源，且在第N个光源组内，当MN＞1时，该光源组还包括第二光纤合波器，该光源组内的每个光源均通过所述第二光纤合波器连接至所述第一光纤合波器，MN为非0自然数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨先辉，韦占雄，刘镇领，朱礼斌，万之套，杜成良，杨皓，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：