一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，光源的光出射端口通過(guò)振動(dòng)傳感光纖與分光器相連，分光器的第二分光支路與光探測(cè)器光路相連，光探測(cè)器將光信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)模擬電信號(hào)，放大器用于放大光強(qiáng)模擬電信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)，閾值判定器用于判斷用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)是否低于預(yù)設(shè)正常光功率閾值，如果是則增大輸出調(diào)節(jié)數(shù)字；光功率調(diào)節(jié)模塊將所述調(diào)節(jié)數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路模塊根據(jù)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)光源的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)度從而調(diào)節(jié)光源的輸出光功率。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種在低成本振動(dòng)傳感系統(tǒng)中即可在光探測(cè)器端獲得相對(duì)穩(wěn)定的接收光功率的系統(tǒng)。

Receiving end optical power control system for optical fiber vibration sensing

The invention discloses a method for receiving end of the optical fiber vibration sensing power control system, light source, light emitting ports vibration sensing optical fiber and optical splitter is connected via optical splitter second optical and optical detectors connected to the light detector, convert the optical signal intensity of light intensity of analog signal, amplifier the light intensity used for amplifying the analog signal, the ADC will light the amplified analog signal conversion said digital signal intensity for the threshold, judging device for judging for digital signal intensity is lower than the preset threshold of normal light power, if it is to increase the output regulation of digital optical power adjusting module; the regulation of digital conversion analog signal; driving circuit module according to the output power of driving current so as to adjust the light intensity of the light source analog signal conditioning. The present invention provides a system for obtaining relatively stable received optical power at a photodetector end in a low cost vibration sensing system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)
本專(zhuān)利技術(shù)屬于光纖傳感
，更具體地，涉及一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
在一般光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)中，一般采用固定出射光光功率的設(shè)計(jì)。采用固定的出射光光功率可以保證光源輸出功率穩(wěn)定。但是，在光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的安裝部署過(guò)程中，傳感光纖不同的耦合形式以及傳感光纖的長(zhǎng)度，都會(huì)造成光信號(hào)在光纖鏈路中不同程度的損耗。這樣即便是出射光功率完全相同的兩套光纖振動(dòng)傳感設(shè)備，在不同的安裝部署環(huán)境中也很難得到相同的入射(接收)光功率。接收光功率是光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)中一個(gè)用于檢測(cè)振動(dòng)發(fā)生與否的重要參考量。這一參考量發(fā)生變化可能造成多種問(wèn)題：1、光功率大于光探測(cè)器探測(cè)范圍或光功率低于光探測(cè)器探測(cè)范圍；2、光功率發(fā)生變化影響同一振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果；3、光功率不同使得不同的光纖振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可能得到不一致的振動(dòng)檢測(cè)結(jié)果。為了滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離的傳感需求，這些光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)往往采用較大的光功率，并在光探測(cè)器后端采用多級(jí)放大器來(lái)適應(yīng)不同安裝環(huán)境中的光功率損耗。但在一些低成本光纖傳感系統(tǒng)中，多級(jí)放大部件的成本過(guò)高。所以需要一種相對(duì)簡(jiǎn)易的方法使得低成本振動(dòng)傳感系統(tǒng)即可在光探測(cè)器端獲得相對(duì)穩(wěn)定的接收光功率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，其目的在于提供一種在低成本振動(dòng)傳感系統(tǒng)中可在光信號(hào)接收端獲得相對(duì)穩(wěn)定的接收光功率的系統(tǒng)，由此解決現(xiàn)有技術(shù)中低成本振動(dòng)傳感系統(tǒng)中無(wú)法在光探測(cè)器端獲得相對(duì)穩(wěn)定的接收光功率的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，包括光源、分光器、光探測(cè)器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一閾值判定器、光功率調(diào)節(jié)模塊以及驅(qū)動(dòng)電路模塊，其中：所述光源的光出射端口通過(guò)振動(dòng)傳感光纖與分光器相連；所述分光器用于將所述光源的出射光至少分為兩條分光支路，其中所述分光器的第一分光支路與光纖振動(dòng)傳感檢測(cè)器光路相連，所述分光器的第二分光支路與所述光探測(cè)器光路相連；所述光探測(cè)器的輸出與所述放大器的輸入相連，所述光探測(cè)器用于檢測(cè)所述第二分光支路的光信號(hào)強(qiáng)度，并將所述光信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)模擬電信號(hào)；所述放大器的輸出與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入相連，所述放大器用于放大所述光強(qiáng)模擬電信號(hào)，使放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)的電壓強(qiáng)度處于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量范圍內(nèi)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與所述第一閾值判定器的輸入相連，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)；所述第一閾值判定器的輸出與所述光功率調(diào)節(jié)模塊的輸入相連，所述第一閾值判定器用于判斷所述用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)是否低于預(yù)設(shè)正常光功率閾值，如果是則增大輸出調(diào)節(jié)數(shù)字；所述光功率調(diào)節(jié)模塊的輸出與所述驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，所述光功率調(diào)節(jié)模塊用于將所述調(diào)節(jié)數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸出與所述光源相連，所述驅(qū)動(dòng)電路模塊用于根據(jù)所述模擬信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)所述光源的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)度從而調(diào)節(jié)光源的輸出光功率。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述光功率控制系統(tǒng)還包括驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊和第二閾值判定器，其中，所述驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊的輸入與所述驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸出相連，所述驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊的輸出與第二閾值判定器相連；所述驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊用于獲取所述驅(qū)動(dòng)電路模塊輸出的驅(qū)動(dòng)電流，所述第二閾值判定器用于判斷所述驅(qū)動(dòng)電路模塊輸出的驅(qū)動(dòng)電流是否大于所述光源的額定驅(qū)動(dòng)電流，如果是則減小所述第二閾值判定器的輸出調(diào)節(jié)數(shù)字。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，在驅(qū)動(dòng)電流上升的過(guò)程中，所述第一閾值判定器還用于在調(diào)節(jié)光功率之前存儲(chǔ)調(diào)節(jié)前接收端光功率，并在調(diào)節(jié)后獲取調(diào)節(jié)后接收端光功率，并判斷所述調(diào)節(jié)后接收端光功率是否小于調(diào)節(jié)前接收端光功率，如果是則減小所述第一閾值判定器的輸出調(diào)節(jié)數(shù)字。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一閾值判定器在接收到的光強(qiáng)值低于設(shè)定閾值的預(yù)設(shè)比例時(shí)啟動(dòng)光功率調(diào)節(jié)。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述光功率調(diào)節(jié)模塊為數(shù)字電位器，或者數(shù)字滑動(dòng)變阻器，或者數(shù)模轉(zhuǎn)換器。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述分光器為一分二的分光器。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述分光器的分光比例為90％:10％，且10％接入光探測(cè)器光路，另90％接入光纖振動(dòng)傳感檢測(cè)器光路。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述光源為FP激光器，或者DFB激光器，或者LED光源與起偏器的組合。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述光功率控制系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)模塊，所述存儲(chǔ)模塊與所述第一閾值判定器通信連接，用于存儲(chǔ)所述調(diào)節(jié)前接收端光功率。本專(zhuān)利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述啟動(dòng)光功率調(diào)節(jié)的預(yù)設(shè)比例為30％。總體而言，通過(guò)本專(zhuān)利技術(shù)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：(1)本專(zhuān)利技術(shù)提供的用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，通過(guò)光探測(cè)器探測(cè)光源發(fā)出的光信號(hào)的強(qiáng)度，并通過(guò)閾值判斷器判斷所述光強(qiáng)是否低于預(yù)設(shè)光強(qiáng)閾值，如果是則增大輸出調(diào)節(jié)數(shù)字，通過(guò)光功率調(diào)節(jié)模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊調(diào)節(jié)光源的驅(qū)動(dòng)電流，以增大光源的出射光光功率，從而保證接收端光功率的相對(duì)穩(wěn)定；該光功率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉；可以用于低成本光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)以校準(zhǔn)接收光功率；且可降低光功率強(qiáng)度的變化給光纖振動(dòng)檢測(cè)精度與一致性帶來(lái)的負(fù)面影響；提供了一種在低成本振動(dòng)傳感系統(tǒng)中在光信號(hào)接收端獲得相對(duì)穩(wěn)定的接收光功率的方案；(2)本專(zhuān)利技術(shù)提供的用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)光源的驅(qū)動(dòng)電流，在光源的驅(qū)動(dòng)電流超過(guò)其正常工作電流上限時(shí)通過(guò)光功率調(diào)節(jié)模塊和驅(qū)動(dòng)電路模塊對(duì)光源的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行回調(diào)，即減小光源的驅(qū)動(dòng)電流；從而可以保護(hù)光源的驅(qū)動(dòng)電流調(diào)節(jié)不會(huì)超過(guò)光源的正常工作電流上限，在傳感光纖鏈路尚未連接完成或其他極端情形下防止光源工作狀態(tài)不穩(wěn)定或壽命縮短甚至報(bào)廢；(3)本專(zhuān)利技術(shù)提供的用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，在提升驅(qū)動(dòng)電流的過(guò)程中，通過(guò)記錄驅(qū)動(dòng)電流提升前的接收光功率，將驅(qū)動(dòng)電流提升后的接收光功率與提升前接收光功率比較，確定驅(qū)動(dòng)電流提升操作是否回滾；可以降低溫度對(duì)驅(qū)動(dòng)電流提升效果的負(fù)面影響；(4)本專(zhuān)利技術(shù)提供的用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，在光功率低于正常光功時(shí)啟動(dòng)步進(jìn)式光功率調(diào)整程序，步進(jìn)調(diào)節(jié)光功率時(shí)主動(dòng)遲滯了步進(jìn)間隔時(shí)間，從而降低了功率調(diào)整的頻率，避免了頻繁調(diào)整光功率引入的噪聲。同時(shí)小的步進(jìn)保證了功率調(diào)整到正常光功率的精度；(5)本專(zhuān)利技術(shù)提供的用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，在接收到的光強(qiáng)值低于設(shè)定閾值的預(yù)設(shè)比例時(shí)啟動(dòng)光功率調(diào)節(jié)，可以避免頻繁啟動(dòng)調(diào)節(jié)造成光功率波動(dòng)。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中另一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中另一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中一種驅(qū)動(dòng)電路模塊、驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊以及光源的電路結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本專(zhuān)利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專(zhuān)利技術(shù)，并不用于限定本專(zhuān)利技術(shù)。此外，下面所描述的本專(zhuān)利技術(shù)各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。如圖1所示，為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例中一本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、分光器、光探測(cè)器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一閾值判定器、光功率調(diào)節(jié)模塊以及驅(qū)動(dòng)電路模塊，其中：所述光源的光出射端口通過(guò)振動(dòng)傳感光纖與分光器相連；所述分光器用于將所述光源的出射光至少分為兩條分光支路，其中所述分光器的第一分光支路與光纖振動(dòng)傳感檢測(cè)器光路相連，所述分光器的第二分光支路與所述光探測(cè)器光路相連；所述光探測(cè)器的輸出與所述放大器的輸入相連，所述光探測(cè)器用于檢測(cè)所述第二分光支路的光信號(hào)強(qiáng)度，并將所述光信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)模擬電信號(hào)；所述放大器的輸出與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入相連，所述放大器用于放大所述光強(qiáng)模擬電信號(hào)，使放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)的電壓強(qiáng)度處于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量范圍內(nèi)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與所述第一閾值判定器的輸入相連，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)；所述第一閾值判定器的輸出與所述光功率調(diào)節(jié)模塊的輸入相連，所述第一閾值判定器用于判斷所述用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)是否低于預(yù)設(shè)正常光功率閾值，如果是則增大輸出調(diào)節(jié)數(shù)字；所述光功率調(diào)節(jié)模塊的輸出與所述驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，所述光功率調(diào)節(jié)模塊用于將所述調(diào)節(jié)數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸出與所述光源相連，所述驅(qū)動(dòng)電路模塊用于根據(jù)所述模擬信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)所述光源的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)度從而調(diào)節(jié)光源的輸出光功率。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括光源、分光器、光探測(cè)器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一閾值判定器、光功率調(diào)節(jié)模塊以及驅(qū)動(dòng)電路模塊，其中：所述光源的光出射端口通過(guò)振動(dòng)傳感光纖與分光器相連；所述分光器用于將所述光源的出射光至少分為兩條分光支路，其中所述分光器的第一分光支路與光纖振動(dòng)傳感檢測(cè)器光路相連，所述分光器的第二分光支路與所述光探測(cè)器光路相連；所述光探測(cè)器的輸出與所述放大器的輸入相連，所述光探測(cè)器用于檢測(cè)所述第二分光支路的光信號(hào)強(qiáng)度，并將所述光信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為光強(qiáng)模擬電信號(hào)；所述放大器的輸出與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入相連，所述放大器用于放大所述光強(qiáng)模擬電信號(hào)，使放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)的電壓強(qiáng)度處于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓測(cè)量范圍內(nèi)；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與所述第一閾值判定器的輸入相連，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述放大后的光強(qiáng)模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)；所述第一閾值判定器的輸出與所述光功率調(diào)節(jié)模塊的輸入相連，所述第一閾值判定器用于判斷所述用于表示光強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)是否低于預(yù)設(shè)正常光功率閾值，如果是則增大輸出調(diào)節(jié)數(shù)字；所述光功率調(diào)節(jié)模塊的輸出與所述驅(qū)動(dòng)電路模塊相連，所述光功率調(diào)節(jié)模塊用于將所述調(diào)節(jié)數(shù)字轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸出與所述光源相連，所述驅(qū)動(dòng)電路模塊用于根據(jù)所述模擬信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)所述光源的驅(qū)動(dòng)電流強(qiáng)度從而調(diào)節(jié)光源的輸出光功率。2.如權(quán)利要求1所述的用于光纖振動(dòng)傳感的接收端光功率控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊和第二閾值判定器，其中，所述驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊的輸入與所述驅(qū)動(dòng)電路模塊的輸出相連，所述驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊的輸出與第二閾值判定器相連；所述驅(qū)動(dòng)電流監(jiān)測(cè)模塊用于獲取所述驅(qū)動(dòng)電路模塊輸出的驅(qū)動(dòng)...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王雪峰，曹孟輝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：昆山金鳴光電科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇,32