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)行測控往往需要光纖傳感 來替代解決，這些領(lǐng)域常用光纖光柵對壓力、溫度、應(yīng)變等物理量進(jìn)行監(jiān)測。
現(xiàn)有技術(shù)中，由于光纖光柵波長解調(diào)技術(shù)相對復(fù)雜，成本高，僅適合測量節(jié)點(diǎn)多的 (至少30點(diǎn)以上)應(yīng)用場合。
上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)
結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量的穩(wěn)定、精確性相對差，在單點(diǎn)和少點(diǎn)(〈30個點(diǎn))的傳感應(yīng)用場合
不經(jīng)濟(jì)。
實用新型內(nèi)容
本實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)。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本實用新型的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，包括通過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)換后的電信號輸入給單片機(jī)。
由上述本實用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實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 信號輸入給單片機(jī)。解調(diào)裝置簡單、經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，測量可靠、精確。


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

本實用新型的熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，其較佳的具體實施方式
是，包括通過光纖連 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器、信號放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器等，所述 激發(fā)光信號依次經(jīng)過所述A/D轉(zhuǎn)換器、濾波器、信號放大器至光電探測器。
還包括激勵光源，所述激勵光源可以為發(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USB接口或RS232/485接口與外部連接。
具體實施例
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，在激勵光下會激發(fā)出激發(fā)光回到解調(diào)部分單 元，解調(diào)單元經(jīng)過濾波后送進(jìn)探測器里進(jìn)行探測。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應(yīng)關(guān)系。通過探測受激發(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)換部分主要實現(xiàn)噪聲抑制、濾波、信號放大、A/D轉(zhuǎn)換功能。其 中LED為藍(lán)色的光源，激發(fā)回來的光波長屬紅光范圍，通過光學(xué)的濾波器能夠選取需要的 熒光進(jìn)行處理。光源驅(qū)動產(chǎn)生激勵光源經(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器，最后進(jìn)行模擬數(shù)字處理。
由于熒光信號很弱，需要對調(diào)制光脈沖實施濾波放大處理；過零檢測是確定具體門 限值，判斷熒光壽命的標(biāo)志，它和異或裝置一起構(gòu)成計算熒光壽命的自動計算電路。數(shù) 字處理計算結(jié)果輸出到PC進(jìn)行針對實際應(yīng)用的上層開發(fā)，諸如設(shè)置、告警、數(shù)據(jù)存儲分 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)光很容易埋沒在噪聲中，不加以噪聲抑制，沒辦法提取有用信號，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)生激勵光源、對激勵光和激發(fā)光濾波、激發(fā)/激勵光探測，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。
本實用新型中，選取經(jīng)濟(jì)實用的發(fā)光二極管作為光源，以稀土材料Y202 S : Eu + Fe203作為敏感材料，通過一套熒光信號檢測裝置，利用產(chǎn)生的熒光的周期與激勵光相 同，但在相位上滯后于激勵光這一特性，對熒光壽命進(jìn)行測量。微弱信號檢測裝置利用 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。測量對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，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護(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 包括光電探測器、信號放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器，所述激發(fā)光信號依次經(jīng)過所述A/D 轉(zhuǎn)換器、濾波器、信號放大器至光電探測器。
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，包括激勵光源，所 述激勵光源為發(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USB 接口或RS232/485接口與外部連接。
專利摘要本實用新型公開了一種熒光光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)，包括通過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器、信號放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器。熒光感應(yīng)頭的受激發(fā)光信號輸入給光電轉(zhuǎn)換模塊，光信號依次經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器、濾波器、信號放大器至光電探測器，對微弱的受激發(fā)熒光信號的壽命進(jìn)行檢測。光電轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換后的電信號輸入給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理后通過USB接口或RS232/485接口向外部輸出探測結(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G01K11/32GK201425525SQ20092010883
公開日2010年3月17日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者雷 王 申請人:北京迅天宇光電科技有限公司