光频域反射技术中可提高近距离传感稳定性的装置及方法

    公开(公告)号:CN107328429A

    公开(公告)日:2017-11-07

    申请号:CN201710673660.X

    申请日:2017-08-09

    IPC分类号: G01D5/353

    CPC分类号: G01D5/35306

    摘要: 本发明涉及一种光频域反射技术中可提高近距离传感稳定性的装置及方法,装置包括线性扫频激光器、光纤分束器、主干涉仪、辅助干涉仪、数据采集卡和计算机,主干涉仪用于使进入该主干涉仪的扫频激光发生拍频干涉,产生第一拍频信号;辅助干涉仪使进入该辅助干涉仪的扫频激光发生拍频干涉,产生第二拍频信号,该第二拍频信号经过转化后作为高速数据采集卡的外部时钟;数据采集卡在外部时钟的触发下等频域间隔采样第一拍频信号。本发明在测量距离固定的前提下,探测到的主干涉仪拍频信号由高频到低频映射的物理距离为从近到远,在近距离位置处探测的拍频信号为高频信号。本发明能有效减少近距离传感中拍频信号受外界低频信号的干扰,增强系统稳定性。

    提高OFDR单次扫描解调速度的装置及方法

    公开(公告)号:CN110375782A

    公开(公告)日:2019-10-25

    申请号:CN201910688637.7

    申请日:2019-07-29

    IPC分类号: G01D5/353

    摘要: 本发明提供了一种显著提高OFDR单次扫描解调速度的装置及方法,装置包括了扫频光源、1xN光纤分束器、辅助触发模块、辅助时钟模块、测量模块、数据采集卡和计算机,该装置可产生三个拍频信号。在扫频光源扫描过程中,在第一拍频信号的触发下,第二拍频干涉作为时钟信号,对第三拍频信号进行等频域间隔分段采集。本发明在单次扫描过程中实现分成N段采集,可将调解速度中占比最重的扫描时间压缩N倍,并保证了分段采集的数据在波长(频率)上具有严格的重复性。因此,本发明在保证OFDR技术实现通信或者传感测量的前提下,采用分段采集的思想,将调解速度中占比最大的扫描时间压缩N倍,显著提高了OFDR单次扫描解调速度。

    OFDR断纤续接测量的方法

    公开(公告)号:CN110375780A

    公开(公告)日:2019-10-25

    申请号:CN201910688216.4

    申请日:2019-07-29

    IPC分类号: G01D5/353

    摘要: 本发明公开了一种OFDR断纤续接测量的方法,包括步骤:在光纤传感区间首尾两端分别刻写第一光栅、第二光栅作为标识;光纤断裂前,采集该光纤OFDR曲线数据作为参考数据;断纤续接后,采集该光纤OFDR曲线数据作为待比对数据;根据光纤断裂位置,选取第一或第二光栅作为参考标识,从断裂附近位置开始,以光栅等长度窗口划分待比对数据,将参考光栅数据与各窗口数据进行离散互相关运算,相关函数值最大的窗口为偏移后光栅的大致位置;小范围移动上述窗口与参考光栅作互相关运算,相关系数大于设定值处为偏移后光栅的准确位置;根据参考光纤的相对位移,对原始传感区间数据进行补点,消除断纤续接造成的各传感点位置的偏移。

    提高OFDR频域采样率的装置和方法

    公开(公告)号:CN110375779A

    公开(公告)日:2019-10-25

    申请号:CN201910688206.0

    申请日:2019-07-29

    IPC分类号: G01D5/353

    摘要: 本发明涉及一种提高OFDR频域采样率的装置和方法。该装置包括扫频激光器、光纤耦合器、测量模块、辅助模块、数据采集卡、计算机。测量模块中,参考臂信号与测量臂发生拍频干涉,产生的拍频信号由辅助模块中产生的外部时钟信号控制数据采集卡等频域采集。根据测量长度大小,划分N次采样,在辅助模块干涉仪两臂频差固定的条件下,利用移频器调节,依次将采样信号频率平移进行数据采集。将多次采集数据叠加后进行FFT运算,得到最终结果。该方法提高了OFDR频域采样率,有利于扩大OFDR测量范围,且测量范围能按用户需要进行调整,方法便利,结果精准,能满足各类测量环境的需求。

    光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法

    公开(公告)号:CN110207734A

    公开(公告)日:2019-09-06

    申请号:CN201910360875.5

    申请日:2019-04-30

    IPC分类号: G01D5/353 G01D18/00 G01D21/02

    摘要: 本发明公开一种光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法,采用普通单模光纤及空芯光子晶体光纤相邻布设作为传感光纤,利用两种光纤温度、应变频移系数不一致,从变温荷载作用引起的瑞利散射频谱漂移中分别获取温度、应变带来的频移,在得到温度变化值的同时得到应变值,实现了温度、应变的同时测量,有效克服了光纤传感中温度应变交叉敏感的问题,满足了变温环境中应变精准测量的需求。

    基于光频域反射技术的点式液位传感器装置及其测量方法

    公开(公告)号:CN107515033A

    公开(公告)日:2017-12-26

    申请号:CN201710673698.7

    申请日:2017-08-09

    IPC分类号: G01F23/292

    摘要: 本发明公开了一种基于光频域反射技术的点式液位传感器装置及其测量方法,其中传感器装置包括线性扫频激光器、光纤分束器、光纤环形器、传感模块、光纤耦合器、光电探测器、数据采集卡、计算机和报警电路;其中:光纤分束器将扫频激光分为信号光和参考光;信号光在每一根传感光纤的尾端端面处产生的菲涅尔反射信号沿路返回并经光纤分束器处耦合进入单模光纤,单模光纤中的后向反射信号光与参考光在光纤耦合器处产生拍频干涉信号;数据采集卡采集电信号中的拍频干涉信号;计算机控制所述线性扫频激光器和所述数据采集卡。本发明利用传感光纤尾端的菲涅尔反射特性来测量液位高度,对单点或者多点液位进行监测并告警。

    基于光频域反射技术的点式液位传感器装置及其测量方法

    公开(公告)号:CN107515033B

    公开(公告)日:2019-11-29

    申请号:CN201710673698.7

    申请日:2017-08-09

    IPC分类号: G01F23/292

    摘要: 本发明公开了一种基于光频域反射技术的点式液位传感器装置及其测量方法,其中传感器装置包括线性扫频激光器、光纤分束器、光纤环形器、传感模块、光纤耦合器、光电探测器、数据采集卡、计算机和报警电路;其中:光纤分束器将扫频激光分为信号光和参考光;信号光在每一根传感光纤的尾端端面处产生的菲涅尔反射信号沿路返回并经光纤分束器处耦合进入单模光纤,单模光纤中的后向反射信号光与参考光在光纤耦合器处产生拍频干涉信号;数据采集卡采集电信号中的拍频干涉信号;计算机控制所述线性扫频激光器和所述数据采集卡。本发明利用传感光纤尾端的菲涅尔反射特性来测量液位高度,对单点或者多点液位进行监测并告警。

    一种OFDR中可变测量范围的自适应数据采集系统

    公开(公告)号:CN110375781A

    公开(公告)日:2019-10-25

    申请号:CN201910688633.9

    申请日:2019-07-29

    IPC分类号: G01D5/353

    摘要: 本发明公开了一种OFDR中可变测量范围的自适应数据采集系统,包扫频激光器,光纤分束器,主干涉仪,辅助干涉仪,数据采集卡,计算机。辅助干涉仪一个光程可调节的光路,根据主干涉仪的量程,调节可调光路光程至少是主干涉仪测量光路光程的两倍,通过辅助干涉仪产生的第二拍频信号作为高速数据采集卡的外部时钟对主干涉仪产生的带有测量信号的第一拍频信号进行采样,实现对第一拍频信号的自适应、等频域采样。本发明通极大地优化了OFDR装置数据处理所需要的计算机资源,处理速度成倍增加,结构简单,调节方便,能更好适用于光通信测量、分布式温度应变测量领域。

    消除光纤端面反射的装置及方法

    公开(公告)号:CN109186647A

    公开(公告)日:2019-01-11

    申请号:CN201811178473.5

    申请日:2018-10-10

    IPC分类号: G01D5/353

    摘要: 本发明公开一种消除光纤端面反射的装置及方法,其中端面反射消除装置包括第一单模光纤、无芯光纤及第二单模光纤。所述第一单模光纤的一端与所述无芯光纤熔接,所述无芯光纤的另一端与所述第二单模光纤的一端熔接。在需要处理的光纤尾端熔接一段无芯光纤,无芯光纤的另一端熔接一段单模光纤。无芯光纤与单模光纤间存在模场失配效应,部分光在其熔接处被损耗掉且多模干涉在无芯光纤中产生,使其内部光场强度随传输长度呈现周期性的强弱变化。光传输到光场强度较弱位置处耦合进入第二单模光纤再次产生损耗,强度十分微弱,端面反射基本消除。该方法能有效消除光纤端面的反射噪声,提高光纤传感测量精度。

    基于OFDR的硅光芯片温度测量装置及方法

    公开(公告)号:CN108917974A

    公开(公告)日:2018-11-30

    申请号:CN201811060836.5

    申请日:2018-09-12

    IPC分类号: G01K11/00

    CPC分类号: G01K11/00

    摘要: 本发明公开了一种基于OFDR的硅光芯片温度测量装置及方法,其中装置包括线性扫频激光器、光纤分束器、光纤环形器、硅光芯片、模斑变换器、光纤耦合器、光电探测器、数据采集卡和计算机。本发明的测量方法基于光频域反射技术,将待测硅光芯片本身作为传感器,光通过特殊结构的模斑变换器进出芯片。温度的变化会引起芯片瑞利散射光谱移动,移动量通过测量瑞利散射光谱(温度变化后)与参考光谱(原始温度)互相关运算得到。互相关峰偏离值为移动量,对应于温度变化量。该测量方式具有空间分辨率高、精度高的特点,解决了传统传感手段传感器布设复杂、测量结果易受外界影响等问题,特别适用于微小硅光芯片温度测量。