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一種光纖光柵解調儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種光纖光柵解調儀，其特征在于：包括掃描光源(1)、分光比為99:1的耦合器(2)、PLC分路器模塊(3)、多個3dB耦合器(4)、光纖光柵陣列(6)、參考光路(7)、數(shù)據(jù)采集模塊(12)、主控板(13)、工控機(17)和顯示器(18)，其中，所述參考光路(7)包括第一參考光柵(8)、第二參考光柵(9)、第三參考光柵(10)和溫度傳感器，溫度傳感器與主控板連接，第一參考光柵(8)的波長λ2和第二參考光柵(9)的波長λ3靠近系統(tǒng)波長的一端，第三參考光柵(10)的波長λ4靠近系統(tǒng)波長的另一端，且λ4-λ3和λ3-λ2的比例在4:1到7:1之間。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型利用簡單的3個參考光柵和1個溫度傳感器來代替價格昂貴的FP標準具作為參考光路，很有效地消除了消除掃描光源的本身蠕變，滯后和漂移使光源輸出波長發(fā)生變化對解調的精度和準確度的影響。
【專利說明】一種光纖光柵解調儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光纖光柵解調儀。
【背景技術】
[0002]近年來基于光纖光柵溫度和壓力傳感器測量系統(tǒng)在電力能源、石油化工、軌道交通、隧道橋梁等領域應用十分廣泛，成為經(jīng)濟增長的一個亮點，相關技術也成為人們研究的熱點。光纖光柵測量技術可以實現(xiàn)遠距離的實時測量和監(jiān)控，且具有測量范圍寬，高精度和高穩(wěn)定度的特點，特別是在強電磁干擾場合或者防爆場合優(yōu)勢尤為明顯。
[0003]傳統(tǒng)上，光纖光柵解調技術采用光譜儀，濾色片以及波長計，但這些解調系統(tǒng)存在價格昂貴，體積大等缺點，不適合工程應用。為此人們相繼提出許多適合工程應用的解調方法?；趻呙韫庠吹慕庹{方案是目前常見的解調方法之一。掃描光源的解調方法本質上仍是基于可調諧FP技術，在掃描光源FP濾波器上的壓電體PZT上加載一定電壓，調節(jié)PZT腔間隔，從而使掃描光源輸出特定的波長。由于壓電體PZT結構本身存在蠕變、滯后和漂移等缺點，故解調儀需要有參考光路對解調波長進行修正，以消除這些影響，提高解調系統(tǒng)的準確度。傳統(tǒng)的做法是參考光路采用熱穩(wěn)定性良好的FP標準具實現(xiàn)，但FP標準具價格昂貴，只適合實驗室原理驗證，不適合工程實際應用。同時在多通道應用中，由于每個通道的光柵數(shù)量和間隔不一樣，導致光柵反射回來的信號大小不一樣，如何使光柵信號檢測電路具有通用性和兼容性以適應不同通道的要求也是解調方案需要研究的內容，目前從公布的現(xiàn)有技術來看還沒有很好的解決辦法。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術提供一種光纖光柵解調儀，該解調儀方案能消除由于掃描光源本身蠕變、滯后和漂移使波長解調結果產(chǎn)生影響，從而正確解調出波長數(shù)據(jù)。
[0005]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:該光纖光柵解調儀，其特征在于:包括掃描光源、分光比為99:1的稱合器、PLC分路器模塊、多個3dB稱合器、光纖光柵陣列、參考光路、數(shù)據(jù)采集模塊、主控板、工控機和顯示器，其中掃描光源的電源輸入端與主控板連接，掃描光源在主控板輸出的掃描電壓控制下輸出光信號，掃描光源輸出的光信號通過耦合器的A端進入，耦合器的B端為分光比中99的部分，耦合器的C端為分光比I中I的部分，耦合器的B端接PLC分路器模塊，耦合器的C端進入?yún)⒖脊饴罚琍LC分路器模塊的各通道輸出端分別通過一個3dB耦合器后進入光纖光柵陣列，光纖光柵陣列中光纖光柵反射回來的信號依次通過與其連接的3dB耦合器傳到數(shù)據(jù)采集模塊，參考光路的輸出端也與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與主控板連接，主控板與工控機連接，工控機與顯示器連接；
[0006]其中，所述參考光路包括第一參考光柵、第二參考光柵、第三參考光柵和溫度傳感器，溫度傳感器與主控板連接，上述三個參考光柵的波長需要滿足一定要求，才能對掃描光源進行修正和補償，以消除掃描光源漂移，蠕變對系統(tǒng)測量精度和穩(wěn)定性的影響，同時也可補償掃描光源的非線性。系統(tǒng)選取的光柵信號波段范圍在λ I到λ 5之間,則要求掃描光源的波長掃描范圍總是在λ I到λ 5之間，使解調系統(tǒng)不遺漏光柵，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，參考光柵選取準則:第一參考光柵的波長λ 2和第二參考光柵的波長λ 3靠近系統(tǒng)波長的一端λ I,第三參考光柵的波長λ 4靠近系統(tǒng)波長的另一端λ 5,且λ4_λ3和λ3_λ2的比例在4:1到7:1之間。作為優(yōu)選，取入2和入3靠近入1，入4靠近入5，λ 4-λ 3波長差和λ 3- λ 2的波長差比值為5:1。
[0007]為保證參考光路的相對穩(wěn)定性，需要3個參考光柵具有相同溫度。本方案放棄復雜的溫度控制電路的實現(xiàn)方式，而采用簡單的結構設計來實現(xiàn)這一功能，實現(xiàn)方式為:第一參考光柵、第二參考光柵、第三參考光柵和溫度傳感器均設置在一鋁塊內，該鋁塊上開有U型槽，三個參考光柵和溫度傳感器互相緊靠設置在該U型槽中，同時U型槽內的縫隙內設置導熱硅膠固定，鋁塊上加有鋁板密封。實際測試表明，采用這種結構三個光柵之間的溫度誤差小于0.1攝氏度，能滿足工業(yè)場合的要求。
[0008]所述PLC分路器模塊由九個1X8PLC分路器組成，其中耦合器的B端與其中一個1X8PLC分路器的輸入端連接，該1X8PLC分路器的八個輸出端分別與剩下的八個1X8PLC分路器的輸入端連接。實際使用中可根據(jù)通道數(shù)量合理調整1X8PLC分路器的數(shù)量，配置成所需通道，這邊需要說明的是，當組合64個通道時，由于系統(tǒng)采集系統(tǒng)最大只支持64通道(包含I路參考通道)故實際只能使用其中的63個通道，I個為備用通道。
[0009]所述數(shù)據(jù)采集模塊用于實現(xiàn)對光柵原始信號波峰的提取與中心波長解析，包括16塊數(shù)據(jù)采集板，每塊數(shù)據(jù)采集板121均包括有4個光路通道、一塊采集板CPU和R232接口電路，每個光路通道均設有PIN 二極管、自動增益控制電路和模數(shù)轉換器，4個光路通道的模數(shù)轉換器與采集板CPU連接，同時采集板CPU還與自動增益控制電路連接，然后采集板CPU通過R232接口電路與主動板連接。每塊數(shù)據(jù)采集板可通過該數(shù)據(jù)采集板上的撥位開關設置該數(shù)據(jù)采集板地址，采集板CPU對每個光路通道的自動增益控制電路進行自動控制。采集板CPU采用主頻在72ΜΗΖ以上的單片機，模數(shù)轉換器為采樣率在IM以上的12位模數(shù)轉換器。
[0010]數(shù)據(jù)采集模塊對自動增益控制電路的放大倍數(shù)進行實時調整，每一次完整的掃描過程，采集板CPU對模數(shù)轉換器采樣的光纖光柵信號的幅值進行檢測，若最大值超過模數(shù)轉換器參考值的0.9倍，則相應減小自動增益控制電路的放大倍數(shù)；若最大值小于模數(shù)轉換器參考值的0.5倍，則相應增大自動增益控制電路的放大倍數(shù)。采用AGC電路的放大倍數(shù)進行實時調整，有利于增強硬件對各個通道的通用性和兼容性，不會因為各個通道的光柵數(shù)量不一致，距離和長度不一致，導致信號的大小各不相同，硬件需要針對每個通道單獨設計放大倍數(shù)的弊端。
[0011]所述主控板包括:放大及驅動電路、數(shù)模轉換電路和主控板CPU，主控板CPU與數(shù)模轉換電路的輸入端連接，數(shù)模轉換電路的輸出端與放大及驅動電路的輸入端連接，放大及驅動電路的輸出端與掃描光源連接。主控板CPU采用主頻在72MHZ以上的單片機，數(shù)模轉換電路為16位數(shù)模轉換器，主控板與數(shù)據(jù)采集模塊采用板卡式連接方式，具體為接插件連接方式，通信接口為RS232，主控板通過定時查詢和中斷組合的方式實現(xiàn)I對多通訊，上電后主控板自動完成對數(shù)據(jù)采集模塊的自動識別，識別地址為每塊采集板撥位開關的地址。[0012]所述掃描光源的掃描策略為:掃描光源采用鋸齒波電壓來驅動，主控板CPU通過控制數(shù)模轉換電路，再通過放大及驅動電路產(chǎn)生鋸齒波，掃描電壓范圍在0-50V之間，完整的一次掃描過程包括三個階段:準備階段，正向掃描階段和反向掃描階段，各階段對應的時間分別為tl，t2和t3，t2>t3>tl，準備階段掃描電壓維持在準備電壓，持續(xù)時間為tl，作用為穩(wěn)定光源，為正向掃描做準備；正向掃描階段電壓從起始電壓按一定斜率升高到最大電壓，持續(xù)時間為t2，斜率由掃描步進數(shù)決定；反向掃描時間電壓從最大電壓按一定斜率掃描到準備電壓，持續(xù)時間為t3，為下一次掃描做好準備，準備電壓和起始電壓相同或不同。
[0013]掃描光源鋸齒波掃描電壓的實時調整策略:首先設置準備電壓、正向掃描的起始電壓，最大電壓和掃描步進數(shù)；掃描光源開始掃描后，主控板對數(shù)據(jù)采集模塊上傳上來的參考光路的光柵信號進行分析，決定掃描電壓范圍是否需要實時調整:
[0014]若解析出參考光路的數(shù)據(jù)顯示參考光柵數(shù)量為3個及相鄰兩個參考光柵之間的峰值位置符合預先設定的范圍，則說明掃描光源的蠕變和漂移對系統(tǒng)的影響不大，不用對掃描電壓進行調整；
[0015]若解析出數(shù)據(jù)顯示參考光柵數(shù)量為2個或I個，則說明掃描光源的蠕變和漂移對系統(tǒng)影響很大，使得掃描光源輸出的波段范圍發(fā)生了偏移，則必須對掃描光源的掃描電壓進行調整，通過解析出來的參考光柵的位置來向上或向下調整起始電壓和最大電壓，來改變掃描光源光信號波長輸出范圍，進行下一次掃描，再次判斷參考光路的解析數(shù)據(jù)是否符合要求，若不符合，則再次調整，直到調整到位。
[0016]工控機主要完成波長數(shù)據(jù)修正和人機接口功能，對主控板上傳的有用數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)參考光柵與溫度之間的一一對應關系，對各個通道的光柵中心波長進行修正，實時顯示到顯示器上。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型利用簡單的3個參考光柵和I個溫度傳感器來代替價格昂貴的FP標準具作為參考光路，很有效地消除了掃描光源的本身蠕變，用較少的成本解決了工程中的實際問題，具有很強的實用性和新穎性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例中光纖光柵解調儀的系統(tǒng)整體框圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例中數(shù)據(jù)采集板的框圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例中PLC分路器模塊的組成框圖；
[0021]圖4為本實用新型實施例中光信號通過三個參考光柵后透射譜示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0023]如圖1所示的光纖光柵解調儀，其包括掃描光源1、分光比為99:1的耦合器2、PLC分路器模塊3、多個3dB稱合器4、光纖光柵陣列6、參考光路7、數(shù)據(jù)米集模塊12、主控板13、工控機17和顯不器18,其中掃描光源I的電源輸入端與主控板13連接,掃描光源I在主控板13輸出的掃描電壓控制下輸出光信號，掃描光源I輸出的光信號通過耦合器2的A端進入，稱合器2的B端為分光比中99的部分,稱合器2的C端為分光比I中I的部分,稱合器2的B端接PLC分路器模塊3，耦合器2的C端進入?yún)⒖脊饴?，PLC分路器模塊3的各通道輸出端分別通過一個3dB f禹合器4后進入光纖光柵陣列6,光纖光柵陣列6中光纖光柵反射回來的信號依次通過與其連接的3dB耦合器4傳到數(shù)據(jù)采集模塊12，參考光路7的輸出端也與數(shù)據(jù)采集模塊12連接，數(shù)據(jù)采集模塊12與主控板13連接，主控板13與工控機17連接，工控機17與顯示器18連接；
[0024] 其中，所述參考光路7包括第一參考光柵8、第二參考光柵9、第三參考光柵10和溫度傳感器11，溫度傳感器11與主控板的主控板CPU連接，上述三個參考光柵的波長需要滿足一定要求，才能對掃描光源進行修正和補償，以消除掃描光源漂移，蠕變對系統(tǒng)測量精度和穩(wěn)定性的影響，同時也可補償掃描光源的非線性。圖4為掃描光源光信號通過3個光柵后的透射信號不例，若系統(tǒng)選取的光柵信號波段范圍在λ I到λ 5之間,則要求掃描光源的波長掃描范圍總是在λ?到λ 5之間，使解調系統(tǒng)不遺漏光柵，保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，參考光柵選取準則:第一參考光柵的波長λ 2和第二參考光柵的波長λ 3靠近系統(tǒng)波長的一端λ I,第三參考光柵的波長λ 4靠近系統(tǒng)波長的另一端λ 5,且λ4_λ3和λ3_λ2的比例在4:1到7:1之間。本實施例中，取λ 2和λ 3靠近λ 1，λ 4靠近λ 5，λ 4-λ 3波長差和λ 3- λ 2的波長差比值為5:1。
[0025]為保證參考光路的相對穩(wěn)定性，需要3個參考光柵具有相同溫度。本方案放棄復雜的溫度控制電路的實現(xiàn)方式，而采用簡單的結構設計來實現(xiàn)這一功能，實現(xiàn)方式為:第一參考光柵、第二參考光柵、第三參考光柵和溫度傳感器均設置在一鋁塊內，該鋁塊上開有U型槽，三個參考光柵和溫度傳感器互相緊靠設置在該U型槽中，同時U型槽內的縫隙內設置導熱硅膠固定，鋁塊上加有鋁板密封。實際測試表明，采用這種結構三個光柵之間的溫度誤差小于0.1攝氏度，能滿足工業(yè)場合的要求。
[0026]所述PLC分路器模塊由九個1X8PLC分路器24組成，其中耦合器的B端與其中一個1X8PLC分路器的輸入端連接，該1X8PLC分路器的八個輸出端分別與剩下的八個1X8PLC分路器的輸入端連接。實際使用中可根據(jù)通道數(shù)量合理調整1X8PLC分路器24的數(shù)量，配置成所需通道，這邊需要說明的是，當組合64個通道時，由于系統(tǒng)采集系統(tǒng)最大只支持64通道(包含I路參考通道)故實際只能使用其中的63個通道，I個為備用通道，參見圖3所示。[0027]所述數(shù)據(jù)采集模塊12用于實現(xiàn)對光柵原始信號波峰的提取與中心波長解析，包括16塊數(shù)據(jù)采集板121，每塊數(shù)據(jù)采集板包括4個光路通道、一塊采集板CPU22和R232接口電路23，參見圖2所示，每個光路通道均設有PIN 二極管19、自動增益控制電路20和模數(shù)轉換器21，4個光路通道的模數(shù)轉換器21與采集板CPU22連接，同時采集板CPU22還與自動增益控制電路20連接，然后采集板CPU22通過R232接口電路23與主動板13連接。每塊數(shù)據(jù)采集板可通過該數(shù)據(jù)采集板上的撥位開關設置該數(shù)據(jù)采集板地址，采集板CPU對每個光路通道的自動增益控制電路進行自動控制。采集板CPU采用主頻在72ΜΗΖ以上的單片機，模數(shù)轉換器為采樣率在IM以上的12位模數(shù)轉換器，參見圖2所示。
[0028]數(shù)據(jù)采集模塊對自動增益控制電路的放大倍數(shù)進行實時調整，每一次完整的掃描過程，采集板CPU對模數(shù)轉換器采樣的光纖光柵信號的幅值進行檢測，若最大值超過模數(shù)轉換器參考值的0.9倍，則相應減小自動增益控制電路的放大倍數(shù)；若最大值小于模數(shù)轉換器參考值的0.5倍，則相應增大自動增益控制電路的放大倍數(shù)。采用AGC電路的放大倍數(shù)進行實時調整，有利于增強硬件對各個通道的通用性和兼容性，不會因為各個通道的光柵數(shù)量不一致，距離和長度不一致，導致信號的大小各不相同，硬件需要針對每個通道單獨設計放大倍數(shù)的弊端。
[0029]所述主控板13包括:放大及驅動電路14、數(shù)模轉換電路15和主控板CPU16，主控板CPU與數(shù)模轉換電路的輸入端連接，數(shù)模轉換電路的輸出端與放大及驅動電路的輸入端連接，放大及驅動電路的輸出端與掃描光源連接。主控板CPU采用主頻在72MHZ以上的單片機，數(shù)模轉換電路為16位數(shù)模轉換器，主控板與數(shù)據(jù)采集模塊采用板卡式連接方式，具體為接插件連接方式，通信接口為RS232，主控板通過定時查詢和中斷組合的方式實現(xiàn)I對多通訊，上電后主控板自動完成對數(shù)據(jù)采集模塊的自動識別，識別地址為每塊采集板撥位開關的地址。
[0030]工控機主要完成波長數(shù)據(jù)修正和人機接口功能。對主控板上傳的有用數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)參考光柵與溫度之間的一一對應關系，對各個通道的光柵中心波長進行修正，實時顯示到顯示器上。
[0031]本實施例提供的光纖光柵解調儀的工作原理為:掃描光源I在主控板13輸出鋸齒波掃描電壓控制下，輸出光信號，光信號通過分光比為99:1的稱合器2的A端進入,B端輸出接PLC分路器模塊3，C端進入?yún)⒖脊饴?，PLC分路器模塊3各通道輸出通過與其連接的3dB耦合器4后進入光纖光柵陣列6，光纖光柵陣列6反射回來的信號依次通過3dB耦合器4的端口 C和端口 B傳到PIN 二極管19，數(shù)據(jù)采集模塊對包括三個參考光柵及各個光路通道的光信號進行自動增益控制電路，然后通過模數(shù)轉換器轉換成數(shù)字信號，通過一般多項式擬合的方法并對三個參考光柵及各光路通道進行數(shù)據(jù)解析，解析出參考光柵數(shù)量及峰值位置，通過RS232方式以2Mbps波特率向主控板13傳輸數(shù)據(jù)，主控板13收齊各個數(shù)據(jù)采集模塊傳來的數(shù)據(jù)后，判斷參考光路光柵數(shù)據(jù)是否符合要求，若不符，調整掃描電壓范圍，進行下一次掃描；若符合，連同參考光路的溫度數(shù)據(jù)按一定規(guī)律組裝后通過RS232方式以115200bps波特率向PC104工控機17傳輸數(shù)據(jù)，PC104工控機17接收到數(shù)據(jù)后根據(jù)參考光柵與溫度之間的一一對應關系，對各個通道的光柵中心波長進行修正，實時顯示到顯示器18。
[0032]所述掃描光源I的掃描策略為:掃描光源I米用鋸齒波電壓來驅動，主控板CPU16通過控制數(shù)模轉換電路15，再通過放大及驅動電路14產(chǎn)生鋸齒波，掃描電壓范圍在0-50V之間，完整的一次掃描過程包括三個階段:準備階段，正向掃描階段和反向掃描階段，各階段對應的時間分別為tl，t2和t3，t2>t3>tl，準備階段掃描電壓維持在準備電壓，持續(xù)時間為tl，作用為穩(wěn)定光源，為正向掃描做準備；正向掃描階段電壓從起始電壓按一定斜率升高到最大電壓，持續(xù)時間為t2，斜率由掃描步進數(shù)決定，實際工作時，起作用的就是正向掃描時間，正向掃描開始，數(shù)據(jù)采集模塊12按一定的時間間隔對各通道光柵信號進行ADC采樣，正向掃描結束，ADC米樣也結束；反向掃描時間電壓從最大電壓按一定斜率掃描到準備電壓，持續(xù)時間為t3，為下一次掃描做好準備，準備電壓和起始電壓相同或不同。
[0033]掃描光源鋸齒波掃描電壓的實時調整策略:首先設置準備電壓、正向掃描的起始電壓，最大電壓和掃描步進數(shù)；掃描光源開始掃描后，主控板13對數(shù)據(jù)采集模塊12上傳上來的參考光路7的光柵信號進行分析，決定掃描電壓范圍是否需要實時調整:
[0034]若解析出參考光路的數(shù)據(jù)顯示參考光柵數(shù)量為3個及相鄰兩個參考光柵之間的峰值位置符合預先設定的范圍，則說明掃描光源的蠕變和漂移對系統(tǒng)的影響不大，不用對掃描電壓進行調整；
[0035]若解析出數(shù)據(jù)顯示參考光柵數(shù)量為2個或I個，則說明掃描光源的蠕變和漂移對系統(tǒng)影響很大，使得掃描光源輸出的波段范圍發(fā)生了偏移，則必須對掃描光源的掃描電壓進行調整，通過解析出來的參考光柵的位置來向上或向下調整起始電壓和最大電壓，來改變掃描光源光信號波長輸出范圍，進行下一次掃描，再次判斷參考光路的解析數(shù)據(jù)是否符合要求，若不符合，則再次調整，直到調整到位，掃描電壓的實時調整策略能調整由于掃描光源的蠕變和漂移導致光源輸出波段發(fā)生變化，從而導致通道丟光柵的情況，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0036]本實施例采用掃描光源，同時用經(jīng)過標定的3個光柵替代FP標準具作為參考光路，通過對參考光路波長的解析對掃描光源的掃描電壓進行實時控制及修正，以消除掃描光源的本身蠕變，滯后和漂移對波長解調的影響。PIN二極管檢測采用自動增益控制放大電路，用于增強光柵信號的檢測能力和各個通道的適應性，使每個通過接收到的信號幅值在最佳范圍內，不至于某些通過信號特別大，某些通道信號特別小，提高檢測精度和穩(wěn)定性。同時解調儀方案通道擴展采用板卡式結構，擴展方便，最大可擴展到64個通道。另外對參考光路的光柵進行特殊安裝方式，無須額外恒溫電路對參考光路的溫度進行特殊控制，就能保證參考光路中3個光柵溫度相對一致，降低系統(tǒng)的復雜度。
【權利要求】
1.一種光纖光柵解調儀，其特征在于:包括掃描光源(I)、分光比為99:1的耦合器(2)、PLC分路器模塊(3)、多個3dB耦合器(4)、光纖光柵陣列(6)、參考光路(7)、數(shù)據(jù)采集模塊(12)、主控板(13)、工控機(17)和顯示器(18)，其中掃描光源⑴的電源輸入端與主控板(13)連接，掃描光源(I)在主控板(13)輸出的掃描電壓控制下輸出光信號,掃描光源(1)輸出的光信號通過耦合器(2)的A端進入，耦合器(2)的B端為分光比中99的部分，耦合器(2)的C端為分光比I中I的部分，耦合器(2)的B端接PLC分路器模塊(3)，耦合器(2)的C端進入?yún)⒖脊饴?7)，PLC分路器模塊(3)的各通道輸出端分別通過一個3dB耦合器(4)后進入光纖光柵陣列(6)，光纖光柵陣列(6)中光纖光柵反射回來的信號依次通過與其連接的3dB耦合器(4)傳到數(shù)據(jù)采集模塊(12)，參考光路(7)的輸出端也與數(shù)據(jù)采集模塊(12)連接，數(shù)據(jù)采集模塊(12)與主控板(13)連接，主控板(13)與工控機(17)連接，工控機(17)與顯示器(18)連接；其中，所述參考光路(X)包括第一參考光柵(8)、第二參考光柵(9)、第三參考光柵(10)和溫度傳感器，溫度傳感器與主控板連接，第一參考光柵(8)的波長λ 2和第二參考光柵(9)的波長λ 3靠近系統(tǒng)波長的一端，第三參考光柵(10)的波長λ 4靠近系統(tǒng)波長的另一端，且入4-入3和λ 3-λ 2的比例在4:1到7:1之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的光纖光柵解調儀，其特征在于:第一參考光柵(8)、第二參考光柵(9)、第三參考光柵(10)和溫度傳感器均設置在一鋁塊內，該鋁塊上開有U型槽，三個參考光柵和溫度傳感器互相緊靠設置在該U型槽中，同時U型槽內的縫隙內設置導熱硅膠固定，鋁塊上加有鋁板密封。
3.根據(jù)權利要求1所述的光纖光柵解調儀，其特征在于:所述PLC分路器模塊(3)由九個1X8PLC分路器(24)組成，其中耦合器(2)的B端與其中一個1X8PLC分路器(24)的輸入端連接，該1X8PLC分路器(24)的八個輸出端分別與剩下的八個1X8PLC分路器(24)的輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的光纖光柵解調儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊(12)包括16塊數(shù)據(jù)采集板(121)，每塊數(shù)據(jù)采集板(121)均包括有4個光路通道、一塊采集板CPU (22)和R232接口電路(23)，每個光路通道均設有PIN 二極管(19)、自動增益控制電路(20)和模數(shù)轉換器(21)，4個光路通道的模數(shù)轉換器(21)與采集板CPU(22)連接，同時采集板CPU(22)還與自動增益控制電路(20)連接，然后采集板CPU(22)通過R232接口電路(23)與主動板(13)連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的光纖光柵解調儀，其特征在于:數(shù)據(jù)采集模塊對自動增益控制電路的放大倍數(shù)進行實時調整，每一次完整的掃描過程，采集板CPU(22)對模數(shù)轉換器采樣的光纖光柵信號的幅值進行檢測，若最大值超過模數(shù)轉換器參考值的0.9倍，則相應減小自動增益控制電路的放大倍數(shù)；若最大值小于模數(shù)轉換器參考值的0.5倍，則相應增大自動增益控制電路的放大倍數(shù)。
6.根據(jù)權利要求1所述的光纖光柵解調儀，其特征在于:所述主控板(13)包括:放大及驅動電路(14)、數(shù)模轉換電路(15)和主控板CPU(16)，主控板CPU(16)與數(shù)模轉換電路(15)的輸入端連接，數(shù)模轉換電路(15)的輸出端與放大及驅動電路(14)的輸入端連接，放大及驅動電路(14)的輸出端與掃描光源(I)連接。
【文檔編號】G01D5/26GK203704951SQ201320659806
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】王楊峰, 夏旭鵬, 韋冬青, 潘建懿, 陳緒英 申請人:寧波振東光電有限公司