專利名稱：熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熒光光纖傳感及解調(diào)技術(shù)，尤其涉及一種熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于特殊惡劣環(huán)境，包括強(qiáng)的電磁環(huán)境、高溫高濕等，進(jìn)行測(cè)控往往需要光纖傳感 來(lái)替代解決，這些領(lǐng)域常用光纖光柵對(duì)壓力、溫度、應(yīng)變等物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
現(xiàn)有技術(shù)中，由于光纖光柵波長(zhǎng)解調(diào)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，成本高，僅適合測(cè)量節(jié)點(diǎn)多的 (至少30點(diǎn)以上)應(yīng)用場(chǎng)合。
上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)
結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量的穩(wěn)定、精確性相對(duì)差，在單點(diǎn)和少點(diǎn)(〈30個(gè)點(diǎn))的傳感應(yīng)用場(chǎng)合
不經(jīng)濟(jì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、精確和經(jīng)濟(jì)的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)用新型的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，包括通過(guò)光纖連接的熒光感應(yīng)頭和解調(diào)單 元，所述解調(diào)單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊，所述熒光感應(yīng)頭的激發(fā)光信號(hào)輸入給所述光電轉(zhuǎn) 換模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)輸入給單片機(jī)。
由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所述的熒光光纖傳感解調(diào) 系統(tǒng)，由于熒光感應(yīng)頭的激發(fā)光信號(hào)輸入給光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的電 信號(hào)輸入給單片機(jī)。解調(diào)裝置簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)量可靠、精確。


圖l為本實(shí)用新型的原理框圖2為本實(shí)用新型中光源驅(qū)動(dòng)及光電轉(zhuǎn)換部分的原理圖；圖3為本實(shí)用新型中探測(cè)及濾波的光學(xué)原理示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其較佳的具體實(shí)施方式
是，包括通過(guò)光纖連 接的熒光感應(yīng)頭和解調(diào)單元，所述解調(diào)單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊，所述熒光感應(yīng)頭的激發(fā) 光信號(hào)輸入給所述光電轉(zhuǎn)換模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)輸入給單片機(jī)。
所述熒光感應(yīng)頭包括熒光光纖光柵，所述熒光感應(yīng)頭內(nèi)設(shè)有熒光物質(zhì)，所述熒光物 質(zhì)可以為稀土材料Y202 S : Eu + Fe203 。
所述光電轉(zhuǎn)換模塊可以包括光電探測(cè)器、信號(hào)放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器等，所述 激發(fā)光信號(hào)依次經(jīng)過(guò)所述A/D轉(zhuǎn)換器、濾波器、信號(hào)放大器至光電探測(cè)器。
還包括激勵(lì)光源，所述激勵(lì)光源可以為發(fā)光二極管。
所述的光纖可以為外套耐高溫材料的玻璃光纖。
所述單片機(jī)可以通過(guò)USB接口或RS232/485接口與外部連接。
具體實(shí)施例
如圖1所示，熒光感應(yīng)頭與解調(diào)單元用玻璃光纖及外套耐高溫材料連接。熒光感應(yīng)頭 部件內(nèi)的熒光物質(zhì)感應(yīng)外界物理量如溫度，在激勵(lì)光下會(huì)激發(fā)出激發(fā)光回到解調(diào)部分單 元，解調(diào)單元經(jīng)過(guò)濾波后送進(jìn)探測(cè)器里進(jìn)行探測(cè)。熒光的壽命與產(chǎn)生熒光處的環(huán)境物理 量如溫度有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)探測(cè)受激發(fā)熒光的壽命，可以獲知傳感點(diǎn)的溫度值。 熒光物質(zhì)以稀土材料Y202 S : Eu + Fe203作為傳感材料，它的壽命在-50_400攝氏度范 圍內(nèi)為數(shù)毫秒，比較適合處理。
如圖2所示，光電轉(zhuǎn)換部分主要實(shí)現(xiàn)噪聲抑制、濾波、信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換功能。其 中LED為藍(lán)色的光源，激發(fā)回來(lái)的光波長(zhǎng)屬紅光范圍，通過(guò)光學(xué)的濾波器能夠選取需要的 熒光進(jìn)行處理。光源驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生激勵(lì)光源經(jīng)濾波片到熒光光纖感應(yīng)頭。熒光感應(yīng)頭激發(fā)出 的激發(fā)光同樣逆行回到光電探測(cè)器，最后進(jìn)行模擬數(shù)字處理。
由于熒光信號(hào)很弱，需要對(duì)調(diào)制光脈沖實(shí)施濾波放大處理；過(guò)零檢測(cè)是確定具體門(mén) 限值，判斷熒光壽命的標(biāo)志，它和異或裝置一起構(gòu)成計(jì)算熒光壽命的自動(dòng)計(jì)算電路。數(shù) 字處理計(jì)算結(jié)果輸出到PC進(jìn)行針對(duì)實(shí)際應(yīng)用的上層開(kāi)發(fā)，諸如設(shè)置、告警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分 析等。
光電脈沖觸發(fā)電路是為了更好抑制噪聲而采取的調(diào)制辦法，系統(tǒng)中熒光感應(yīng)頭返回 的激發(fā)光很容易埋沒(méi)在噪聲中，不加以噪聲抑制，沒(méi)辦法提取有用信號(hào)，采取調(diào)制成脈 沖，可以有效濾除掉噪聲，脈沖調(diào)制頻率為數(shù)KHz。原理是
光學(xué)結(jié)構(gòu)功能包括產(chǎn)生激勵(lì)光源、對(duì)激勵(lì)光和激發(fā)光濾波、激發(fā)/激勵(lì)光探測(cè)，熒光 感應(yīng)等。熒光物質(zhì)以稀土材料Y202 S : Eu + Fe203作為敏感材料，它的壽命在-50-400 攝氏度范圍內(nèi)為數(shù)毫秒，比較適合處理。
本實(shí)用新型中，選取經(jīng)濟(jì)實(shí)用的發(fā)光二極管作為光源，以稀土材料Y202 S : Eu + Fe203作為敏感材料，通過(guò)一套熒光信號(hào)檢測(cè)裝置，利用產(chǎn)生的熒光的周期與激勵(lì)光相 同，但在相位上滯后于激勵(lì)光這一特性，對(duì)熒光壽命進(jìn)行測(cè)量。微弱信號(hào)檢測(cè)裝置利用 光電放大器、帶通濾波器、異或電路等，有效抑制系統(tǒng)噪聲，提高了系統(tǒng)的信噪比。
本實(shí)用新型是一種結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、精確和經(jīng)濟(jì)的熒光光纖解調(diào)系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng) 用在電力、石油、微波等領(lǐng)域。測(cè)量對(duì)象可以為高壓變壓器，電力柜，微波等設(shè)備的內(nèi) 部溫度等，可以遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)字接口可以為RS232、 RS422、 Ethernet、無(wú)線GSM短信 等方式。該熒光光纖解調(diào)系統(tǒng)封裝形式可以為手持式、壁掛式和桌用儀器式。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，包括通過(guò)光纖連接的熒光感應(yīng)頭和解調(diào)單元，其特征在于，所述解調(diào)單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊，所述熒光感應(yīng)頭的激發(fā)光信號(hào)輸入給所述光電轉(zhuǎn)換模塊，所述光電轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)輸入給單片機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光感應(yīng)頭包 括有熒光物質(zhì)，所述熒光物質(zhì)為稀土材料Y202 S : Eu + Fe203 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換模塊 包括光電探測(cè)器、信號(hào)放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器，所述激發(fā)光信號(hào)依次經(jīng)過(guò)所述A/D 轉(zhuǎn)換器、濾波器、信號(hào)放大器至光電探測(cè)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括激勵(lì)光源，所 述激勵(lì)光源為發(fā)光二極管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光纖為外套 耐高溫材料的玻璃光纖。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)通過(guò)USB 接口或RS232/485接口與外部連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，包括通過(guò)光纖連接的熒光感應(yīng)頭和解調(diào)單元，解調(diào)單元包括光電轉(zhuǎn)換模塊，光電轉(zhuǎn)換模塊包括光電探測(cè)器、信號(hào)放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器。熒光感應(yīng)頭的受激發(fā)光信號(hào)輸入給光電轉(zhuǎn)換模塊，光信號(hào)依次經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器、濾波器、信號(hào)放大器至光電探測(cè)器，對(duì)微弱的受激發(fā)熒光信號(hào)的壽命進(jìn)行檢測(cè)。光電轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)輸入給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后通過(guò)USB接口或RS232/485接口向外部輸出探測(cè)結(jié)果。是一種結(jié)構(gòu)緊湊、可靠、精確和經(jīng)濟(jì)的熒光光纖解調(diào)系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng)用在電力、石油等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01K11/32GK201425525SQ20092010883
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者雷 王 申請(qǐng)人:北京迅天宇光電科技有限公司