本發(fā)明涉及光纖光柵測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可增加單次測量范圍的光纖光柵測量裝置。

背景技術(shù)：

光纖光柵傳感技術(shù)是一種新型的光傳感技術(shù)，通過利用光柵的波長與溫度、應(yīng)力等物理量在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系的變化來做成各類傳感器。光纖光柵的測量原理就是在拉伸或壓縮光纖光柵，或者改變溫度等其他物理量，可以達(dá)到改變光纖光柵的周期L和有效折射率n_eff，從而達(dá)到改變光纖光柵的反射波長λ_B的目的。而且光纖光柵的中心波長的變化量和應(yīng)變、溫度的變化量成線性關(guān)系。根據(jù)這樣的特性，可將光纖光柵制作成應(yīng)變、溫度、壓力、加速度、位移等多種傳感器。光纖光柵信號處理器用于實時采集各光纖光柵傳感器的波長值，通過光柵傳感器波長變化量的大小推算出相應(yīng)物理量(溫度、應(yīng)力等)的改變大小。這樣就實現(xiàn)了物理量傳感檢測的目的。

光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、高精度、高靈敏度、防水、抗腐蝕、耐久性長等特點，傳感器體積小、重量輕，便于鋪設(shè)安裝，將其植入監(jiān)測對象中不存在匹配的問題，對監(jiān)測對象的性能和力學(xué)參數(shù)等影響較小，適合大面積、長距離，多種類的綜合性的實時在線監(jiān)測，是目前最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)。雖然測量參數(shù)和定位精度都比較準(zhǔn)確，但是由于寬譜光源的譜寬有限，用于測量的光柵必須波長不同，限制了光纖光柵的測量設(shè)備的測量距離，對于需要測量較遠(yuǎn)距離的單次測量，可通過空分復(fù)用和測量光纖裝置的改進(jìn)，利用通道的同時疊加使用來延長測量距離。

因此，現(xiàn)有技術(shù)的上述問題亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，實現(xiàn)了一種可增加單次測量范圍的光纖光柵測量裝置，該裝置由波長解調(diào)模塊、通道接口、單模光纜和內(nèi)置有光纖光柵的測量單元組成，其中波長解調(diào)模塊是用來對反射回來的中心波長進(jìn)行解調(diào)，測量出波長的偏移量；不同的通道接口連接不同的測量通道，不同的通道同時使用；單模光纜用來傳遞測量信號；內(nèi)置有光纖光柵的測量裝置可測量不同位置的物理量值，通過位置設(shè)計和測量光纖通道的復(fù)用，最終實現(xiàn)了單次測量范圍的增加。

本發(fā)明請求保護(hù)一種一種可增加單次測量范圍的光纖光柵測量裝置，該裝置包括：

波長解調(diào)模塊，波長解調(diào)模塊包括寬帶光源、光開關(guān)和信息處理模塊；

寬帶光源，用于發(fā)射出寬譜光；

光開關(guān)，用于將寬譜光分為兩路，并發(fā)送到通道接口；

信息處理模塊，用于接收由光纜中反射回來的不同的偏移波長，通過中心波長的偏移量來解調(diào)相應(yīng)的測量物理量，通過不同的通道來區(qū)分不同一中心波長的偏移量；

第一通道接口，設(shè)置在波長解調(diào)模塊上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的一路光路與第一單模光纜相連接；

第二通道接口，設(shè)置在波長解調(diào)模塊上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的另一路光路與第二單模光纜相連接；

第一單模光纜與第二單模光纜平行設(shè)置；

多個光纖光柵測量單元串聯(lián)于第一單模光纜和第二單模光纜上，其中每兩個單元為一組；

每組內(nèi)的光纖光柵測量單元(例如在6和7)中均內(nèi)置有光纖光柵，，每一組內(nèi)的光柵中心波長相同，當(dāng)有測量光經(jīng)過時，可反射相應(yīng)的偏移波長。

本發(fā)明還請求保護(hù)了一種可增加單次測量范圍的光纖光柵測量裝置，該裝置包括：

波長解調(diào)模塊，波長解調(diào)模塊包括寬帶光源、光開關(guān)和信息處理模塊；

寬帶光源，用于發(fā)射出寬譜光；

信息處理模塊，通過光開關(guān)將光能量分為四路，并發(fā)送到通道接口；還用于接收由傳感光纜中反射回來的不同的偏移波長，通過中心波長的偏移量來解調(diào)相應(yīng)的測量物理量，通過不同的通道來區(qū)分不同一中心波長的偏移量；

第一通道接口，設(shè)置在波長解調(diào)模塊上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第一光路與第一單模光纜相連接；

第二通道接口，設(shè)置在波長解調(diào)模塊上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第二光路與第二單模光纜相連接；

第三通道接口，設(shè)置在波長解調(diào)模塊上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第三光路與第三單模光纜相連接；

第四通道接口，設(shè)置在波長解調(diào)模塊上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第四光路與第四單模光纜相連接；

第一單模光纜、第二單模光纜、第三單模光纜和第四單模光纜平行設(shè)置；

多個光纖光柵測量單元串聯(lián)于四個單模光纜上，其中每四個單元為一組，且每組內(nèi)的光纖光柵的中心波長相同，當(dāng)有測量光經(jīng)過時，可反射相應(yīng)的偏移波長。

與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，該發(fā)明具有顯著優(yōu)點：

該專利加入了多個光纖光柵測量單元組，利用通道的空分復(fù)用和通過測量位置的區(qū)分，能夠使得不同的采集通道，在同一個采集時間，利用同一個中心波長進(jìn)行物理量的測量，從而可以實現(xiàn)光纖光柵裝置單側(cè)測量距離的增加。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利所述裝置的第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖(測量距離可增加為原來的兩倍)；

圖2為本發(fā)明專利所述裝置的第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖(測量距離可增加為原來的四倍)。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，為第一個實施例，本發(fā)明請求保護(hù)的一種可增加單次測量范圍的光纖光柵測量裝置，該裝置包括：

波長解調(diào)模塊1，波長解調(diào)模塊包括寬帶光源、光開關(guān)和信息處理模塊；

寬帶光源，用于發(fā)射出寬譜光；

光開關(guān)，用于將寬譜光分為兩路，并發(fā)送到通道接口；

信息處理模塊，用于接收由光纜中反射回來的不同的偏移波長，通過中心波長的偏移量來解調(diào)相應(yīng)的測量物理量，通過不同的通道來區(qū)分不同一中心波長的偏移量；

第一通道接口2，設(shè)置在波長解調(diào)模塊1上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的一路光路與第一單模光纜4相連接；

第二通道接口3，設(shè)置在波長解調(diào)模塊1上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的另一路光路與第二單模光纜5相連接；

第一單模光纜4與第二單模光纜5平行設(shè)置；

多個光纖光柵測量單元(6、7、8、9、10、11)串聯(lián)于單模光纜(4、5)上，其中每兩個單元為一組，例如：6和7為一組，8和9為一組，10和11為一組，每一組的光柵中心波長相同；

圖中光纖光柵的位置則為實際鋪設(shè)時候?qū)τ跍y量點的位置信息。

每組內(nèi)的光纖光柵測量單元(例如在6和7)中均內(nèi)置有光纖光柵，光纖光柵位置如圖1所示，且內(nèi)置光纖光柵的中心波長相同，當(dāng)有測量光經(jīng)過時，可反射相應(yīng)的偏移波長。

發(fā)明中的寬帶光源發(fā)射出寬譜光后會通過光開關(guān)將光能量分為兩路，兩路不同的光信號通過通道接口與兩條普通單模光纜相連接，在兩路單模光纜上串聯(lián)了不同光纖光柵測量裝置，當(dāng)寬譜光源發(fā)出寬譜光后，會沿著兩路光纜向前傳輸，反射回來的測量值可以通過不同的通道進(jìn)行解調(diào)。

如圖2所示，為第二個實施例，本發(fā)明請求保護(hù)的一種可增加單次測量范圍的光纖光柵測量裝置，該裝置包括：

波長解調(diào)模塊1，波長解調(diào)模塊包括寬帶光源、光開關(guān)和信息處理模塊；

寬帶光源，用于發(fā)射出寬譜光；

信息處理模塊，通過光開關(guān)將光能量分為四路，并發(fā)送到通道接口；還用于接收由傳感光纜中反射回來的不同的偏移波長，通過中心波長的偏移量來解調(diào)相應(yīng)的測量物理量，通過不同的通道來區(qū)分不同一中心波長的偏移量；

第一通道接口2，設(shè)置在波長解調(diào)模塊1上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第一光路與第一單模光纜6相連接；

第二通道接口3，設(shè)置在波長解調(diào)模塊1上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第二光路與第二單模光纜7相連接；

第三通道接口4，設(shè)置在波長解調(diào)模塊1上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第三光路與第三單模光纜8相連接；

第四通道接口5，設(shè)置在波長解調(diào)模塊1上，用來將波長解調(diào)模塊內(nèi)光開關(guān)的第四光路與第四單模光纜9相連接；

第一單模光纜6、第二單模光纜7、第三單模光纜8和第四單模光纜9平行設(shè)置；

多個光纖光柵測量單元(10、11、12、13、14、15、16、17)串聯(lián)于單模光纜(6、7、8、9)上，其中每四個單元為一組，例如：10、11、12、13為一組每一組的光柵中心波長相同；

圖中光纖光柵的位置則為實際鋪設(shè)時候?qū)τ跍y量點的位置信息。

每組內(nèi)的光纖光柵測量單元(例如在6、7、8、9)中均內(nèi)置有光纖光柵，光纖光柵位置如圖2所示，且內(nèi)置光纖光柵的中心波長相同，當(dāng)有測量光經(jīng)過時，可反射相應(yīng)的偏移波長。

本發(fā)明中應(yīng)用具體實施例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)的范圍。