1.本发明涉及光纤光栅传感解调系统技术领域，具体为一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统。
背景技术：
2.光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分，光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、信号带宽大、灵敏度高、易于复用、重量轻、适于在高温、腐蚀性的危险环境中使用等优点，多通道的快速、多参数的综合、多传感器的同步实时采集，在一体化监测的同时，设备荷重超出范围，设备运转出现卡顿，显示数据部分失真，无法实现对于超大应变和温度的高精度测量，所以如何解决上述提出的问题，成为了当前急需解决的难题。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种可以实现多通道的快速、多参数的综合、多传感器的同步实时采集，在提供高性能一体化监测的同时，大幅降低设备荷重的大容量密集型光纤光栅传感解调系统。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统包括光栅传感解调系统本体、fpga处理系统、光电转换器、电流控制器、半导体激光器、环形耦合器、全同弱光栅、隔离器、上位机，所述光栅传感解调系统本体设置有fpga处理系统，fpga处理系统一端双向连接上位机，fpga处理系统一端单向输出连接电流控制器，电流控制器单向输出连接半导体激光器，半导体激光器一端单向输出连接光电转换器，半导体激光器另一端通过隔离器单向输出连接环形耦合器，环形耦合器双向连接全同弱光栅，环形耦合器单向输出连接光电转换器，光电转换器双通道单向输出连接fpga处理系统。
5.作为优选，fpga处理系统内部设置有ad采集器，ad采集器单向输出连接有平滑滤波器，平滑滤波器单向输出连接寻峰算法系统，ad采集器一侧设置有 da转换器。
6.作为优选，半导体激光器输出为窄带光。
7.作为优选，一、光栅传感解调系统本体通过fpga处理系统控制电流控制器与光电转换器输出电流的大小；二、控制半导体激光器产生波长周期性变化的扫描脉冲光，脉冲激励光经过隔离器和环形耦合器；三、输入到fbg传感网络中，fbg的反射光脉冲经过环形耦合器进入光电转换器转化为模拟电信号；四、光电转换器输出的模拟电信号经过ad采样器后发送给fpga处理系统；五、fpga处理系统将采集到的光谱数据通过网口采用传输控制协议发送给上位机；六、上位机利用高斯拟合算法对采集的数据进行分析，计算出fbg的中心波长，并对相关数据进行存储和显示。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
9.(1)本发明可以实现多通道的快速、多参数的综合、多传感器的同步实时采集，在
提供高性能一体化监测的同时，大幅降低设备的荷重，提高传感器采样频率和传感器通道数量，解调单元的解调精度进一步提高，实现对于超大应变和温度的高精度测量。
10.(2)波长周期性变化的扫描脉冲激励光输入到fbg，由于fbg对不同波长的光脉冲，其反射回来的光脉冲的光功率不同，离fbg中心波长值越近的光脉冲产生的反射光的功率越强，在输入脉冲光离fbg中心波长较近时利用示波器采集得到的经过光电转换的反射光脉冲波形；离fbg中心波长值越远的光脉冲产生的反射光的功率越弱，在输入脉冲光离fbg中心波长较远时利用示波器采集得到的经过光电转换的反射光脉冲波形。
11.(3)解决了多通道的快速、多参数的综合、多传感器的同步实时采集，在一体化监测的同时，大幅降低设备的荷重，使之处于合理范围，设备运转流畅，显示数据接近实际情况。
附图说明
12.图1为本发明系统概述结构示意图；
13.图2为本发明fpga处理系统结构示意图。
14.图中：1、光栅传感解调系统本体；2、fpga处理系统；3、光电转换器； 4、电流控制器；5、半导体激光器；6、环形耦合器；7、全同弱光栅；8、隔离器；9、上位机；10、ad采集器；11、平滑滤波器；12、寻峰算法系统；13、da 转换器。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.如图1所示，包括光栅传感解调系统本体1、fpga处理系统2、光电转换器 3、电流控制器4、半导体激光器5、环形耦合器6、全同弱光栅7、隔离器8、上位机9，光栅传感解调系统本体1设置有fpga处理系统2，fpga处理系统2 一端双向连接上位机9，fpga处理系统2一端单向输出连接电流控制器4，电流控制器4单向输出连接半导体激光器5，半导体激光器5一端单向输出连接光电转换器3，半导体激光器5另一端通过隔离器8单向输出连接环形耦合器6，环形耦合器6双向连接全同弱光栅7，环形耦合器6单向输出连接光电转换器3，光电转换器3双通道单向输出连接fpga处理系统2。
17.如图2所示，fpga处理系统2内部设置有ad采集器10，ad采集器10单向输出连接有平滑滤波器11，平滑滤波器11单向输出连接寻峰算法系统12，ad 采集器一侧设置有da转换器13。
18.半导体激光器5输出为窄带光。
19.一、光栅传感解调系统本体1通过fpga处理系统2控制电流控制器4与光电转换器3输出电流的大小；二、控制半导体激光器5产生波长周期性变化的扫描脉冲光，脉冲激励光经过隔离器8和环形耦合器6；三、输入到fbg传感网络中，fbg的反射光脉冲经过环形耦合器6进入光电转换器3转化为模拟电信号；四、光电转换器3输出的模拟电信号经过ad采样器10后发送给fpga 处理系统2；五、fpga处理系统2将采集到的光谱数据通过网口采用传输控制
协议发送给上位机9；六、上位机9利用高斯拟合算法对采集的数据进行分析，计算出fbg的中心波长，并对相关数据进行存储和显示。
20.上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
21.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：
1.一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统，其特征在于：包括光栅传感解调系统本体(1)、fpga处理系统(2)、光电转换器(3)、电流控制器(4)、半导体激光器(5)、环形耦合器(6)、全同弱光栅(7)、隔离器(8)、上位机(9)，所述光栅传感解调系统本体(1)设置有fpga处理系统(2)，所述fpga处理系统(2)一端双向连接上位机(9)，所述fpga处理系统(2)一端单向输出连接电流控制器(4)，所述电流控制器(4)单向输出连接半导体激光器(5)，所述半导体激光器(5)一端单向输出连接光电转换器(3)，所述半导体激光器(5)另一端通过隔离器(8)单向输出连接环形耦合器(6)，所述环形耦合器(6)双向连接全同弱光栅(7)，所述环形耦合器(6)单向输出连接光电转换器(3)，所述光电转换器(3)双通道单向输出连接fpga处理系统(2)。2.根据权利要求1所述的一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统，其特征在于：所述fpga处理系统(2)内部设置有ad采集器(10)，所述ad采集器(10)单向输出连接有平滑滤波器(11)，所述平滑滤波器(11)单向输出连接寻峰算法系统(12)，所述ad采集器一侧设置有da转换器(13)。3.根据权利要求1所述的一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统，其特征在于：所述半导体激光器(5)输出为窄带光。4.根据权利要求1所述的一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统，其处理运行包含以下步骤：一、光栅传感解调系统本体(1)通过fpga处理系统(2)控制电流控制器(4)与光电转换器(3)输出电流的大小；二、控制半导体激光器(5)产生波长周期性变化的扫描脉冲光，脉冲激励光经过隔离器(8)和环形耦合器(6)；三、输入到fbg传感网络中，fbg的反射光脉冲经过环形耦合器(6)进入光电转换器(3)转化为模拟电信号；四、光电转换器(3)输出的模拟电信号经过ad采样器(10)后发送给fpga处理系统(2)；五、fpga处理系统(2)将采集到的光谱数据通过网口采用传输控制协议发送给上位机(9)；六、上位机(9)利用高斯拟合算法对采集的数据进行分析，计算出fbg的中心波长，并对相关数据进行存储和显示。
技术总结
本发明公开了一种大容量密集型光纤光栅传感解调系统，包括光栅传感解调系统本体、FPGA处理系统、光电转换器、电流控制器、半导体激光器、环形耦合器、全同弱光栅、隔离器、上位机，光栅传感解调系统本体设置有FPGA处理系统，FPGA处理系统一端双向连接上位机，FPGA处理系统一端单向输出连接电流控制器，电流控制器单向输出连接半导体激光器，半导体激光器一端单向输出连接光电转换器，半导体激光器另一端通过隔离器单向输出连接环形耦合器，环形耦合器双向连接全同弱光栅，环形耦合器单向输出连接光电转换器，光电转换器双通道单向输出连接FPGA处理系统。接FPGA处理系统。接FPGA处理系统。
技术研发人员：彭兴华
受保护的技术使用者：北京天骥空间科技有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/2/6
再多了解一些
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