本發(fā)明屬于光纖傳感與監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖F-P溫度傳感器解調(diào)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感器因其抗干擾能力強(qiáng)，體積小，測(cè)溫范圍廣、熱響應(yīng)速度快而被廣泛應(yīng)用于航空航天、材料、化工、能源、冶金和建材等高溫測(cè)試領(lǐng)域。而F-P傳感器分辨率和測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈巧，因此受到研究人員越來越多的關(guān)注。

目前F-P傳感器光譜的解調(diào)多采用光譜儀進(jìn)行，這種解調(diào)方法存在一些不足。首先，目前市場(chǎng)上的光譜儀價(jià)格較昂貴，直接導(dǎo)致這種解調(diào)方法的成本較高；其次，光譜儀體積較大，需要搬動(dòng)時(shí)不方便，因此測(cè)量場(chǎng)合改變時(shí)儀器移動(dòng)比較麻煩；最后，采用光譜儀只能顯示光譜而不能直接顯示出所測(cè)參量的具體數(shù)值。例如對(duì)于溫度傳感器，光譜儀并不能直接顯示溫度參數(shù)的變化，在實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)中，這顯然不夠直觀有效，也無法對(duì)某些異常情況做出預(yù)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服采用光譜儀解調(diào)存在的不足，提供一種光纖F-P溫度傳感器的解調(diào)方法及系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，采用一種光纖F-P溫度傳感器的解調(diào)方法，包括以下步驟：

步驟一，ASE寬帶光源發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)傳輸光纖和光纖耦合器進(jìn)入F-P溫度傳感器，溫度傳感器的反射光信號(hào)經(jīng)光纖耦合器進(jìn)入F-P濾波器；

步驟二，數(shù)字信號(hào)處理器控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生周期性的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)F-P濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)反射光信號(hào)的掃描；

步驟三，掃描后的反射光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過放大電路和AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器；

步驟四，數(shù)字信號(hào)處理器將處理后的信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)，獲得溫度參量，實(shí)現(xiàn)高速解調(diào)。

所述步驟四中，數(shù)字信號(hào)處理器通過無線收發(fā)器將處理后的信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)。

所述步驟四中，計(jì)算機(jī)連接著警報(bào)裝置，當(dāng)溫度高于或者低于某一閾值時(shí)，便會(huì)觸發(fā)報(bào)警。

一種光纖F-P溫度傳感器的解調(diào)系統(tǒng)，包括與光纖耦合器連接的ASE寬帶光源和F-P溫度傳感器，光纖耦合器連接F-P濾波器，F(xiàn)-P濾波器依次連接光電探測(cè)器、放大電路、AD轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器連接DA轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)，DA轉(zhuǎn)換器連接F-P濾波器。

所述數(shù)字信號(hào)處理器通過無線收發(fā)器連接計(jì)算機(jī)。

所述計(jì)算機(jī)連接警報(bào)裝置。

所述數(shù)字信號(hào)處理器采用DSP，光纖耦合器采用1X2耦合器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首先將光源發(fā)出的光信號(hào)通過傳輸光纖和光纖耦合器傳輸至F-P溫度傳感器，其反射信號(hào)經(jīng)光纖耦合器進(jìn)入F-P濾波器，此時(shí)數(shù)字信號(hào)處理器控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生周期性的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)反射信號(hào)的掃描，之后反射信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過放大電路和AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行處理，然后經(jīng)無線收發(fā)器傳輸給計(jì)算機(jī)顯示記錄，獲得溫度參量，實(shí)現(xiàn)高速解調(diào)。本發(fā)明采用的各個(gè)模塊相對(duì)光譜儀而言，體積小，價(jià)格低，便于移動(dòng)，在大大降低成本的同時(shí)又增加了實(shí)際應(yīng)用中的便捷性；本發(fā)明采用數(shù)字信號(hào)處理器控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生周期性的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)F-P濾波器，避免了單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電源，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)又降低了成本。

進(jìn)一步的，本發(fā)明采用警報(bào)裝置，溫度異常時(shí)能及時(shí)報(bào)警，便于及時(shí)排除故障，減少損失。

進(jìn)一步的，本發(fā)明采用無線收發(fā)器實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)器與數(shù)字信號(hào)處理器和收發(fā)器與計(jì)算機(jī)之間的雙向信號(hào)傳遞，這使該系統(tǒng)突破了傳感器與計(jì)算機(jī)之間的距離限制，同時(shí)省去了數(shù)字信號(hào)處理器與計(jì)算機(jī)之間麻煩的布線過程，尤其適用于遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)和布線不方便的場(chǎng)合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

一種光纖F-P溫度傳感器的解調(diào)方法，包括以下步驟：

步驟一，ASE寬帶光源發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)傳輸光纖和光纖耦合器進(jìn)入F-P溫度傳感器，溫度傳感器的反射光信號(hào)經(jīng)光纖耦合器進(jìn)入F-P濾波器；

步驟二，數(shù)字信號(hào)處理器控制DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生周期性的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)F-P濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)反射光信號(hào)的掃描；

步驟三，掃描后的反射光信號(hào)進(jìn)入光電探測(cè)器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過放大電路和AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理器；

步驟四，數(shù)字信號(hào)處理器通過無線收發(fā)器將處理后的信號(hào)發(fā)送至計(jì)算機(jī)，獲得溫度參量，實(shí)現(xiàn)高速解調(diào)，同時(shí)計(jì)算機(jī)連接著警報(bào)裝置，當(dāng)溫度高于或者低于某一閾值時(shí)，便會(huì)觸發(fā)報(bào)警。

參見圖1，一種光纖F-P溫度傳感器的解調(diào)系統(tǒng)包括與光纖耦合器連接的ASE寬帶光源和F-P溫度傳感器，光纖耦合器連接F-P濾波器，F(xiàn)-P濾波器依次連接光電探測(cè)器、放大電路、AD轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理器，數(shù)字信號(hào)處理器連接DA轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)，DA轉(zhuǎn)換器連接F-P濾波器，數(shù)字信號(hào)處理器通過無線收發(fā)器連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)連接警報(bào)裝置。

優(yōu)選的，數(shù)字信號(hào)處理器采用DSP，光纖耦合器采用1X2耦合器。

優(yōu)選的，ASE寬帶光源的波長(zhǎng)為1550nm；光電探測(cè)器選用型號(hào)為InGaAs型的PIN模塊；AD轉(zhuǎn)換器選用型號(hào)為AD7656；數(shù)字信號(hào)處理器選用型號(hào)為TMS320VC5502的DSP；DA轉(zhuǎn)換器就選用型號(hào)為DAC7724。