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光纖長度測量系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:11944340閱讀:372來源:國知局

本發(fā)明涉及長度測量領(lǐng)域,特別是涉及光纖長度測量系統(tǒng)。



背景技術(shù):

現(xiàn)有技術(shù)中,通常采用時(shí)域反射法進(jìn)行光纖長度測量,通過發(fā)射光到光纖內(nèi),同時(shí)在接收端接收其中的菲涅爾反射光和瑞利散射光,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換并放大處理,最后得出光纖長度值,該方法的缺點(diǎn)在于:由于近端捏菲爾反射的光功率較大,使其存在測量盲區(qū),無法測量長度較短的光纖。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供光纖長度測量系統(tǒng),解決現(xiàn)有光纖長度測量系統(tǒng)存在測量盲區(qū)的問題。

本發(fā)明通過以下方案解決上述問題:

光纖長度測量系統(tǒng),包括光纖干涉模塊、控制器模塊以及DDS模塊;所述光纖干涉模塊的一路輸入端與待測光纖相連,所述光纖干涉模塊的輸出端與控制器模塊相連;所述控制器模塊與DDS模塊的輸入端相連;所述DDS模塊的輸出端與光纖干涉模塊的另一路輸入端相連。

進(jìn)一步地,還包括顯示模塊,所述顯示模塊與控制器模塊相連。

進(jìn)一步地,還包括存儲器模塊,所述存儲器模塊與控制器模塊相連。

進(jìn)一步地,所述光纖干涉模塊包括激光器、光子模塊、探測器、壓電陶瓷和發(fā)射鏡;所述發(fā)射鏡與待測光纖相連;所述壓電陶瓷與待測光線相連,所述壓電陶瓷與DDS模塊的輸出端相連,所述壓電陶瓷與光模塊相連;所述光模塊與激光器的輸出端相連,所述光模塊的輸出端與探測器的輸入端相連。

進(jìn)一步地,所述光子模塊為3*3耦合器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下特點(diǎn):

本發(fā)明對兩束相干光信號的相位差進(jìn)行調(diào)制,并在信號處理端檢測出待測光纖的消光頻率從而計(jì)算出待測光纖長度,不會因?yàn)榉颇鶢柗瓷涞墓夤β瘦^大影響長度測量,不存在測量盲區(qū),適用于各種長度光纖的測量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

光纖長度測量系統(tǒng),包括光纖干涉模塊、控制器模塊以及DDS模塊;光纖干涉模塊的一路輸入端與待測光纖相連,光纖干涉模塊的輸出端與控制器模塊相連;控制器模塊與DDS模塊的輸入端相連;DDS模塊的輸出端與光纖干涉模塊的另一路輸入端相連。

光纖干涉模塊包括反射鏡、壓電陶瓷、激光器、光子模塊和探測器;發(fā)射鏡與待測光纖相連;壓電陶瓷與待測光線相連,壓電陶瓷與DDS模塊的輸出端相連,壓電陶瓷與光模塊相連;光模塊與激光器的輸出端相連,光模塊的輸出端與探測器的輸入端相連。調(diào)制信號施加在壓電陶瓷上,壓電陶瓷在徑向產(chǎn)生與調(diào)制信號成正比的伸縮,實(shí)現(xiàn)對光信號的相位調(diào)制。

反射鏡安裝于待測光纖的一側(cè),使得光原路返回,形成兩路相干光。壓電陶瓷具有壓電效應(yīng),將機(jī)械能和電能互換。激光器用于發(fā)射激光。激光器含有激勵(lì)源、具有亞穩(wěn)態(tài)能級的工作介質(zhì)以及諧振腔。激勵(lì)源促使工作介質(zhì)吸收外來能量達(dá)到激發(fā)態(tài),維持粒子數(shù)翻轉(zhuǎn);工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)態(tài)級,能使得受激輻射占主導(dǎo)地位,實(shí)現(xiàn)光放大;諧振腔使得腔內(nèi)光子具有一致的頻率、相位和運(yùn)行方向。調(diào)制信號輸入至壓電陶瓷中,壓電陶瓷在徑向產(chǎn)生與調(diào)制信號成正比的伸縮,實(shí)現(xiàn)對光信號的相位調(diào)制。光子模塊為3*3耦合器,接收壓電陶瓷的信號,進(jìn)行光干涉,干涉信號輸入至探測器中,將光功率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流,輸入至控制器模塊中。

DDS模塊為直接數(shù)字式頻率合成器,1個(gè)復(fù)雜可編程邏輯器件、1個(gè)存儲著1個(gè)完整周期正弦信號的ROM和1個(gè)8位高速D/A轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成,其最小頻率分辨率將決定系統(tǒng)的最高測量精度。DDS模塊接收控制器模塊的指令,按指令產(chǎn)生相應(yīng)頻率的信號輸入至壓電陶瓷中。本發(fā)明的DDS模塊具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時(shí)間等優(yōu)點(diǎn),

控制器模塊采集光纖干涉模塊的信號,運(yùn)用WELCH算法,獲取該頻率的信號功率與調(diào)制信號的功率比,完成一個(gè)頻率點(diǎn)的采樣,當(dāng)完成適用范圍內(nèi)所有頻率點(diǎn)的檢測后,找出信號功率比最小的頻率點(diǎn),該點(diǎn)頻率為消光頻率,代入公式計(jì)算出光纖長度。

本發(fā)明進(jìn)一步還包括顯示模塊,顯示模塊與控制器模塊相連;顯示模塊用于顯示所測得的光纖的長度。本發(fā)明進(jìn)一步還包括存儲器模塊,存儲器模塊與控制器模塊相連,存儲模塊用于存儲各頻率點(diǎn)以及與之對應(yīng)的功率比。

本發(fā)明的工作過程為:控制器模塊向DDS模塊發(fā)送指令,使其按指令產(chǎn)生指定頻率的調(diào)制信號,調(diào)制信號輸入至光纖干涉模塊中,同時(shí),待測光纖的信號也輸入至光纖干涉模塊中,光纖干涉模塊產(chǎn)生干涉信號,輸入至控制器模塊中,控制器模塊運(yùn)用WELCH算法,獲取該頻率的信號功率與調(diào)制信號的功率比,完成適用范圍內(nèi)所有頻率點(diǎn)的檢測后,信號功率比最小的頻率點(diǎn)為消光頻率,將消光頻率代入公式計(jì)算出光纖長度。

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