光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，包括N個光源組、第一光纖合波器、第一光纖分路器、第一光電探測器、第一信號放大器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機、K個環(huán)行器/耦合器以及與每個環(huán)行器/耦合器對應(yīng)的光電探測器和信號放大器：第N個光源組包括MN個光源，且MN＞1時，該光源組內(nèi)的每個光源均通過第二光纖合波器連接至第一光纖合波器；在每個光源組與第一光纖合波器之間還設(shè)置有一個掃描濾波器；當(dāng)K＞1時，還包括第二光纖分路器，每個環(huán)行器/耦合器均通過第二光纖分路器與第一光纖分路器相連。通過本發(fā)明，能夠提高測量帶寬、測量精度、以及可測量的光纖光柵傳感器的數(shù)量。
【專利說明】光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]油井井下測試是石油開采中一項重要技術(shù)。通過井下測試，可以掌握油氣儲層在采油過程中的動態(tài)變化信息，并對所測得的信息進行綜合分析，可以得到油氣水在油藏的分布狀態(tài)，由此了解整個油區(qū)的開發(fā)動態(tài)，從而為調(diào)整、優(yōu)化油田開發(fā)方案及提高原油采收率提供科學(xué)依據(jù)。
[0003]傳統(tǒng)的電子類傳感器無法在井下惡劣的環(huán)境諸如高溫、高壓、腐蝕、地磁地電干擾下工作，而光纖光柵傳感器可以克服這些困難。光纖光柵傳感器由于不含電子元件，溫度適應(yīng)性強，可用于高溫油井；并且具有無源、耐腐蝕、抗電磁干擾的優(yōu)點，適合于極惡劣環(huán)境；光纖傳輸?shù)男畔⒘看?，一根光纖可同時串接十多級光纖光柵傳感器，便于分層和全井筒測試，使用壽命長，可獲得分層、連續(xù)、實時的井下數(shù)據(jù)。而且，光纖光柵傳感器橫截面積小，夕卜形短，在井筒中占據(jù)空間極小，在油田的開采中有著廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]傳感信號的解調(diào)技術(shù)是光纖光柵傳感系統(tǒng)至關(guān)重要的組成部分，信號處理、信號解調(diào)的速度和性能最終決定了傳感系統(tǒng)的總體性能。光纖光柵傳感器信號解調(diào)的實質(zhì)是對傳感光柵的反射譜進行實時監(jiān)測，通過反射譜的變化來分析被測量的變化情況。目前，國內(nèi)外應(yīng)用于光纖光柵傳感器的解調(diào)方法有多種。然而，現(xiàn)有的光纖光柵傳感器解調(diào)儀測量帶寬不夠大，一根光纖可以級聯(lián)的光纖光柵傳感器數(shù)量不多，不適合油井的多點準(zhǔn)分布測量。另外，現(xiàn)有解調(diào)儀精度分辨率有限，這也限制了油井測量參數(shù)如溫度壓力等的精度分辨率，影響油井狀況的精確分析。
[0005]因此，需要一種新的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，能夠提高測量帶寬、測量精度、以及可測量的光纖光柵傳感器的數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，能夠提高測量帶寬、測量精度、以及可測量的光纖光柵傳感器的數(shù)量。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，包括N (N為大于I的自然數(shù))個光源組、第一光纖合波器、第一光纖分路器、第一光電探測器、第一信號放大器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機、K (K為非O自然數(shù))個環(huán)行器/耦合器以及與每個所述環(huán)行器/耦合器對應(yīng)的光電探測器和信號放大器，其中:
[0008]每個所述光源組均依次通過所述第一光纖合波器、所述第一光纖分路器、所述第一光電探測器、所述第一信號放大器、所述數(shù)據(jù)采集卡連接至所述計算機；
[0009]第N個光源組包括MN (MN為非O自然數(shù))個光源，且在第N個光源組內(nèi)，當(dāng)MN >I時，該光源組還包括第二光纖合波器，該光源組內(nèi)的每個光源均通過所述第二光纖合波器連接至所述第一光纖合波器；[0010]在每個光源組與所述第一光纖合波器之間還設(shè)置有一個掃描濾波器，且當(dāng)MN > I時，該光源組的掃描濾波器設(shè)置在所述第二光纖合波器與所述第一光纖合波器之間，
[0011]或者，
[0012]在所述第一光纖合波器和所述第一光纖分路器之間設(shè)置有可調(diào)掃描濾波器；
[0013]每個所述環(huán)行器/耦合器均依次通過相應(yīng)的光電探測器、相應(yīng)的信號放大器、所述數(shù)據(jù)采集卡連接至所述計算機；
[0014]當(dāng)K > I時，所述光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)還包括第二光纖分路器，每個所述環(huán)行器/耦合器均通過所述第二光纖分路器與所述第一光纖分路器相連。
[0015]在該技術(shù)方案中，可以選用多組不同波段的光源，從而增大了光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的測量帶寬；還可以在每組光源中布置多個光源，增大了光源的強度，從而提高了測量精度；還可以選用多個環(huán)行器/耦合器，從而提高了可測量的光纖光柵傳感器數(shù)量。
[0016]優(yōu)選地，在所述第一光纖分路器和所述第一光電探測器之間還設(shè)置有波長校準(zhǔn)裝置。
[0017]在該技術(shù)方案中，增設(shè)波長校準(zhǔn)裝置可以保證測量結(jié)果更加可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明第一實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的不意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明第二實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明第三實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖4是本發(fā)明第四實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖5是本發(fā)明第五實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖6是本發(fā)明第六實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖；
[0024]圖7是本發(fā)明第七實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖8是本發(fā)明第八實施例的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0027]本發(fā)明提供的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，包括N (N為大于I的自然數(shù))個光源組、第一光纖合波器、第一光纖分路器、第一光電探測器、第一信號放大器、數(shù)據(jù)米集卡、計算機、K (K為非O自然數(shù))個環(huán)行器/耦合器以及與每個所述環(huán)行器/耦合器對應(yīng)的光電探測器和信號放大器，其中:
[0028]每個所述光源組均依次通過所述第一光纖合波器、所述第一光纖分路器、所述第一光電探測器、所述第一信號放大器、所述數(shù)據(jù)采集卡連接至所述計算機；
[0029]第N個光源組包括MN (MN為非O自然數(shù))個光源，且在第N個光源組內(nèi)，當(dāng)MN >I時，該光源組還包括第二光纖合波器，該光源組內(nèi)的每個光源均通過所述第二光纖合波器連接至所述第一光纖合波器；
[0030]在每個光源組與所述第一光纖合波器之間還設(shè)置有一個掃描濾波器，且當(dāng)MN > I時，該光源組的掃描濾波器設(shè)置在所述第二光纖合波器與所述第一光纖合波器之間，[0031]或者，
[0032]在所述第一光纖合波器和所述第一光纖分路器之間設(shè)置有可調(diào)掃描濾波器；
[0033]每個所述環(huán)行器/耦合器均依次通過相應(yīng)的光電探測器、相應(yīng)的信號放大器、所述數(shù)據(jù)采集卡連接至所述計算機；
[0034]當(dāng)K > I時，所述光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)還包括第二光纖分路器，每個所述環(huán)行器/耦合器均通過所述第二光纖分路器與所述第一光纖分路器相連。
[0035]在該技術(shù)方案中，可以選用多組不同波段的光源，從而增大了光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)的測量帶寬；還可以在每組光源中布置多個光源，增大了光源的強度，從而提高了測量精度；還可以選用多個環(huán)行器/耦合器，從而提高了可測量的光纖光柵傳感器數(shù)量。
[0036]優(yōu)選地，在所述第一光纖分路器和所述第一光電探測器之間還設(shè)置有波長校準(zhǔn)裝置。
[0037]在該技術(shù)方案中，增設(shè)波長校準(zhǔn)裝置可以保證測量結(jié)果更加可靠。
[0038]基于本發(fā)明的以上技術(shù)方案，可以通過以下實施例實現(xiàn):
[0039]如圖1所示，本發(fā)明第一實施例為選用單個1300nm寬帶光源和單個1550nm寬帶光源組成的寬譜光源的單測量通道光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，它包括1300nm波段寬帶光源1，與1300nm波段寬帶光源I連接的1300nm波段掃描濾波器3，1550nm波段寬帶光源2，與1550nm波段寬帶光源2的1550nm波段掃描濾波器4，與1300nm波段掃描濾波器3和1550nm波段掃描濾波器4連接的光纖合波器5,與光纖合波器5連接的光纖分路器6,與光纖分路器6 —端連接的波長較準(zhǔn)模裝置9，與波長較準(zhǔn)模裝置9連接的光電探測器10，與光電探測器10連接的電信號放大器12，與光纖分路器6另一端連接的光纖環(huán)行器/耦合器
7,與光纖環(huán)行器/耦合器7 —端連接的測試端口 8，與光纖環(huán)行器/耦合器7另一端連接的光電探測器11，與光電探測器11連接的電信號放大器13,與電信號放大器12和電信號放大器13連接的數(shù)據(jù)采集卡14，與數(shù)據(jù)采集卡14連接的計算機15。
[0040]1300nm波段寬帶光源I發(fā)出的光覆蓋整個1300nm波段，1550nm波段寬帶光源2發(fā)出的光覆蓋整個1550nm波段。波長可調(diào)的1300nm波段掃描濾波器3和1550nm波段掃描濾波器4分別把1300nm波段寬帶光源和1550nm寬帶光源發(fā)出的寬帶光濾成帶寬很細(xì)的窄帶光，控制濾波器可以使該窄帶光的波長在整個光源帶寬內(nèi)周期性變化，一個變化周期內(nèi)窄帶光的波長隨時間從寬帶光源的最小波長逐漸變到最大波長。1300nm波段的窄帶光1550nm波段的窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖,然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，經(jīng)光電探測器10轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電信號放大器12放大后由數(shù)據(jù)采集卡14輸入計算機15。另一部分經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后通過光纖光柵傳感器測試端口 8入射到光纖光柵傳感器上，如果傳感器中的光纖光柵工作波長與此窄帶光重合，則光纖光柵將此窄帶光反射。窄帶光波長變化一個周期后，所有光纖光柵傳感器的工作波長信號都被反射。反射的窄帶光經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后進入光電探測器11，光電探測器11把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器13把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。計算機15把數(shù)據(jù)采集卡14輸入的數(shù)字信號處理成所需的光波長和測量參數(shù)。
[0041]如圖2所示是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)另第二實施例的示意圖，系統(tǒng)為單個1300nm波段寬帶光源和單個1550nm波段寬帶光源組成的寬譜光源的雙測量通道光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。1300nm波段寬帶光源I發(fā)出的光覆蓋整個1300nm波段，1550nm波段寬帶光源2發(fā)出的光覆蓋整個1550nm波段。波長可調(diào)的1300nm波段掃描濾波器3和1550nm波段掃描濾波器4分別把1300nm波段寬帶光源和1550nm寬帶光源發(fā)出的寬帶光濾成帶寬很細(xì)的窄帶光，控制掃描濾波器3可以使該窄帶光的波長在整個光源帶寬內(nèi)周期性變化，一個變化周期內(nèi)窄帶光的波長隨時間從寬帶光源的最小波長逐漸變到最大波長。1300nm波段的窄帶光1550nm波段的窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖，然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。窄帶光經(jīng)光纖分路器6后，一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，另一部份則進入另外一個光纖分路器16，光纖分路器16把光再分成兩部分，一部分進入環(huán)行器/耦合器7和測試端口 8，另一部分進入環(huán)行器/耦合器17和測試端口 18。由測試端口18所連接的光纖光柵傳感器反射的光經(jīng)環(huán)行器/耦合器17后進入光電探測器19，光電探測器19把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器20把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。這樣就組成了雙測量通道的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。
[0042]圖3是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)第三實施例的示意圖，系統(tǒng)為2個1300nm波段寬帶光源和2個1550nm波段寬帶光源組成的寬譜光源的雙測量通道光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。如圖3所示，兩個1300nm波段寬帶光源I和21發(fā)出的光同時進入光纖合波器23，從光纖合波器23輸出的光的強度得到加強，然后再進入1300nm波段掃描濾波器3 ;兩個1550nm波段寬帶光源2和22發(fā)出的光同時進入光纖合波器24,從光纖合波器24輸出的光的強度得到加強，然后再進入1550nm波段掃描濾波器4。波長可調(diào)的1300nm波段掃描濾波器3和1550nm波段掃描濾波器4分別把1300nm波段寬帶光源和1550nm寬帶光源發(fā)出的寬帶光濾成帶寬很細(xì)的窄帶光，控制濾波器可以使該窄帶光的波長在整個光源帶寬內(nèi)周期性變化，一個變化周期內(nèi)窄帶光的波長隨時間從寬帶光源的最小波長逐漸變到最大波長。1300nm波段的窄帶光1550nm波段的窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖，然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，經(jīng)光電探測器10轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電信號放大器12放大后由數(shù)據(jù)采集卡14輸入計算機15。另一部分經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后通過光纖光柵傳感器測試端口 8入射到光纖光柵傳感器上，如果傳感器中的光纖光柵工作波長與此窄帶光重合，則光纖光柵將此窄帶光反射。窄帶光波長變化一個周期后，所有光纖光柵傳感器的工作波長信號都被反射。反射的窄帶光經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后進入光電探測器11，光電探測器11把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器13把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。計算機15把數(shù)據(jù)采集卡14輸入的數(shù)字信號處理成所需的光波長和測量參數(shù)。這樣整個解調(diào)系統(tǒng)的光源強度增加了，有助于系統(tǒng)分辨率等性能的提高。
[0043]圖4是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)第四實施例的示意圖，系統(tǒng)為單個1300nm波段寬帶光源，單個1550nm波段寬帶光源和單個可調(diào)掃描濾波器組成的單測量通道光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。如圖4所示，1300nm波段寬帶光源I和1550nm波段寬帶光源2發(fā)出的光先進入合波器5后，再進入波長掃描范圍覆蓋1300nm波段和1550nm波段的可調(diào)光纖濾波器25，然后形成窄帶光。窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖，然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，經(jīng)光電探測器10轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電信號放大器12放大后由數(shù)據(jù)采集卡14輸入計算機15。另一部分經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后通過光纖光柵傳感器測試端口 8入射到光纖光柵傳感器上，如果傳感器中的光纖光柵工作波長與此窄帶光重合，則光纖光柵將此窄帶光反射。窄帶光波長變化一個周期后，所有光纖光柵傳感器的工作波長信號都被反射。反射的窄帶光經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后進入光電探測器11，光電探測器11把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器13把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。計算機15把數(shù)據(jù)采集卡17輸入的數(shù)字信號處理成所需的光波長和測量參數(shù)。
[0044]圖5是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)第五實施例的示意圖，系統(tǒng)為單個1300nm波段寬帶光源，單個1550nm波段寬帶光源和單個可調(diào)掃描濾波器組成的雙通道測量通道光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。如圖5所示，1300nm波段寬帶光源I和1550nm波段寬帶光源2發(fā)出的光先進入合波器5后，再進入波長掃描范圍覆蓋1300nm波段和1550nm波段的可調(diào)光纖濾波器25，然后形成窄帶光。窄帶光經(jīng)光纖分路器6后，一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9。另一部份則進入另外一個光纖分路器16，光纖分路器16把光再分成兩部分，一部分進入環(huán)行器/耦合器7和測試端口 8，另一部分進入環(huán)行器/耦合器17和測試端口18。由測試端口 18所連接的光纖光柵傳感器反射的光經(jīng)環(huán)行器/耦合器17后進入光電探測器19,光電探測器19把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器20把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。這樣就組成了雙測量通道的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。
[0045]圖6是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)第六實施例的不意圖，系統(tǒng)為2個1300nm波段寬帶光源，2個1550nm波段寬帶光源和單個可調(diào)掃描濾波器組成的雙測量通道光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。如圖6所示，兩個1300nm波段寬帶光源I和21發(fā)出的光同時進入光纖合波器23，從光纖合波器23輸出的光的強度得到加強；兩個1550nm波段寬帶光源I和21發(fā)出的光同時進入光纖合波器24，從光纖合波器24輸出的光的強度得到加強。加強后的1300nm波段寬帶光和1550nm波段寬帶光同時進入合波器5后，再進入波長掃描范圍覆蓋1300nm波段和1550nm波段的可調(diào)光纖濾波器25，然后形成窄帶光。窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖,然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，經(jīng)光電探測器10轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電信號放大器12放大后由數(shù)據(jù)采集卡14輸入計算機15。另一部分經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后通過光纖光柵傳感器測試端口 8入射到光纖光柵傳感器上，如果傳感器中的光纖光柵工作波長與此窄帶光重合，則光纖光柵將此窄帶光反射。窄帶光波長變化一個周期后，所有光纖光柵傳感器的工作波長信號都被反射。反射的窄帶光經(jīng)環(huán)行器/耦合器7后進入光電探測器11，光電探測器11把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器13把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。計算機15把數(shù)據(jù)采集卡輸入14的數(shù)字信號處理成所需的光波長和測量參數(shù)。
[0046]圖7是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)第八實施例的不意圖,系統(tǒng)為2個或多個1300nm寬帶光源，2個或多個1550nm寬帶光源和2個其他波長寬帶光源組成的寬譜光源光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)。如圖7所示，兩個或多個1300nm波段寬帶光源發(fā)出的光同時進入光纖合波器23，從光纖合波器23輸出的光的強度得到加強，然后再進入1300nm波段掃描濾波器3 ;兩個或多個1550nm波段寬帶光源發(fā)出的光同時進入光纖合波器24,從光纖合波器24輸出的光的強度得到加強，然后再進入1550nm波段掃描濾波器4 ;兩個其它波段寬帶光源26和27或多個其它波段寬帶光源發(fā)出的光同時進入光纖合波器28，從光纖合波器28輸出的光的強度得到加強，然后再進入相應(yīng)波段掃描濾波器29。波長可調(diào)的1300nm波段掃描濾波器3、1550nm波段掃描濾波器4和其它波段掃描濾波器分別把1300nm波段寬帶光源、1550nm寬帶光源和其它波段光源發(fā)出的寬帶光濾成帶寬很細(xì)的窄帶光，控制濾波器可以使該窄帶光的波長在整個光源帶寬內(nèi)周期性變化，一個變化周期內(nèi)窄帶光的波長隨時間從寬帶光源的最小波長逐漸變到最大波長。窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖，然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，經(jīng)光電探測器10轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電信號放大器12放大后由數(shù)據(jù)采集卡14輸入計算機15。另一部份則進入另外一個光纖分路器30，光纖分路器30把光再分成多部分，一部分進入環(huán)行器/耦合器7和測試端口 8，一部分進入環(huán)行器/耦合器17和測試端口 18，一部分進入環(huán)行器/耦合器31和測試端口 32。由測試端口 18所連接的光纖光柵傳感器反射的光經(jīng)環(huán)行器/耦合器17后進入光電探測器19,光電探測器19把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器20把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。由測試端口 32所連接的光纖光柵傳感器反射的光經(jīng)環(huán)行器/耦合器17后進入光電探測器31，光電探測器33把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器34把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。這樣就組成了多光源、多測量通道的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。這樣整個解調(diào)系統(tǒng)的光源強度增加了，有助于系統(tǒng)分辨率等性能的提高；光源的帶寬也得到了進一步的增加，可以測量更多的光纖光柵傳感器。
[0047]圖8是本發(fā)明的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)第八實施例的示意圖，系統(tǒng)為2個或多個1300nm寬帶光源，2個或多個1550nm寬帶光源組成的寬譜光源光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)，其中光纖濾波器位于合波器和耦合器之間。如圖8所示，兩個或多個1300nm波段寬帶光源發(fā)出的光同時進入光纖合波器23，從光纖合波器23輸出的光的強度得到加強；兩個或多個1550nm波段寬帶光源發(fā)出的光同時進入光纖合波器24,從光纖合波器24輸出的光的強度得到加強；兩個其它波段寬帶光源26和27或多個其它波段寬帶光源發(fā)出的光同時進入光纖合波器28，從光纖合波器28輸出的光的強度得到加強。強度得到增加后的各波段光再同時進入合波器5，然后再進入可調(diào)掃描濾波器35?？烧{(diào)掃描濾波器35把光源發(fā)出的寬帶光濾成帶寬很細(xì)的窄帶光，控制濾波器可以使該窄帶光的波長在整個光源帶寬內(nèi)周期性變化，一個變化周期內(nèi)窄帶光的波長隨時間從寬帶光源的最小波長逐漸變到最大波長。窄帶光通過光纖合波器5先后進入同一根光纖，然后經(jīng)過光纖分路器6分成兩部分。一部分進入波長較準(zhǔn)模裝置9，經(jīng)光電探測器10轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電信號放大器12放大后由數(shù)據(jù)采集卡14輸入計算機15。另一部份則進入另外一個光纖分路器30，光纖分路器30把光再分成多部分，一部分進入環(huán)行器/耦合器7和測試端口 8，一部分進入環(huán)行器/耦合器17和測試端口 18，一部分進入環(huán)行器/耦合器31和測試端口 32。由測試端口 18所連接的光纖光柵傳感器反射的光經(jīng)環(huán)行器/耦合器17后進入光電探測器19，光電探測器19把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器20把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。由測試端口 32所連接的光纖光柵傳感器反射的光經(jīng)環(huán)行器/耦合器17后進入光電探測器31,光電探測器33把光信號轉(zhuǎn)換為電信號，隨后的電放大器34把光電轉(zhuǎn)換后的電信號放大，送到數(shù)據(jù)采集卡14轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸入計算機15。這樣就組成了多光源、多測量通道的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)。這樣整個解調(diào)系統(tǒng)的光源強度增加了，有助于系統(tǒng)分辨率等性能的提高；光源的帶寬也得到了進一步的增加，可以測量更多的光纖光柵傳感器。
[0048]綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括N (N為大于I的自然數(shù))個光源組、第一光纖合波器、第一光纖分路器、第一光電探測器、第一信號放大器、數(shù)據(jù)米集卡、計算機、K (K為非O自然數(shù))個環(huán)行器/耦合器以及與每個所述環(huán)行器/耦合器對應(yīng)的光電探測器和信號放大器，其中: 每個所述光源組均依次通過所述第一光纖合波器、所述第一光纖分路器、所述第一光電探測器、所述第一信號放大器、所述數(shù)據(jù)采集卡連接至所述計算機； 第N個光源組包括Mn (Mn為非O自然數(shù))個光源，且在第N個光源組內(nèi)，當(dāng)Mn > I時，該光源組還包括第二光纖合波器，該光源組內(nèi)的每個光源均通過所述第二光纖合波器連接至所述第一光纖合波器； 在每個光源組與所述第一光纖合波器之間還設(shè)置有一個掃描濾波器，且當(dāng)Mn > I時，該光源組的掃描濾波器設(shè)置在所述第二光纖合波器與所述第一光纖合波器之間， 或者， 在所述第一光纖合波器和所述第一光纖分路器之間設(shè)置有可調(diào)掃描濾波器； 每個所述環(huán)行器/耦合器均依次通過相應(yīng)的光電探測器、相應(yīng)的信號放大器、所述數(shù)據(jù)采集卡連接至所述計算機； 當(dāng)K > I時，所述光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)還包括第二光纖分路器，每個所述環(huán)行器/耦合器均通過所述第二光纖分路器與所述第一光纖分路器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一光纖分路器和所述第一光電探測器之間還設(shè)置有波長校準(zhǔn)裝置。
【文檔編號】G01D18/00GK103674087SQ201310732654
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】楊先輝, 韋占雄, 劉鎮(zhèn)領(lǐng), 朱禮斌, 萬之套, 杜成良, 楊皓 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司