一种波长循环调谐补偿干涉型传感器工作点漂移的方法及系统

摘要

本发明提供了一种波长循环调谐补偿干涉型传感器工作点漂移的方法，属于光纤传感技术领域。其特征是利用有限带宽的波长可调谐激光器实现双光束干涉型传感器静态工作点稳定。该方法利用传感器反馈信号控制激光器循环调谐波长，进而实时跟踪补偿传感器静态工作点，实现传感器的长期稳定运行。本发明的效果和益处是采用分布反馈式半导体激光器作为光源，利用循环调谐补偿方法克服干涉型传感器工作点漂移问题，既解决了传感器在恶劣环境中工作点大范围漂移的补偿问题，对比其他方法又降低了系统的成本。本发明适用于利用光纤传感技术检测复杂环境的振动和声波。

主权项

一种波长循环调谐补偿干涉型传感器工作点漂移的方法及系统，其特征在于，利用可调谐激光器作光源，使用激光波长循环调谐方法实现双光束干涉型光纤传感器的工作点漂移补偿方法；本方法所用系统包括可调谐激光器、环形器、双光束干涉型光纤传感器、探测器模块、信号采集与控制电路、可调谐激光器驱动电路和计算机系统；可调谐激光器经光纤与环形器的第一端口相连；环形器的第二端口经单模光纤与双光束干涉型光纤传感器连接；环形器的第三端口与探测器模块连接，探测器模块包含同相前置放大器和反相前置放大器；探测器模块接信号采集与控制电路；信号采集与控制电路将采集到的信息传输到计算机系统；计算机系统向信号采集与控制电路发出指令；信号采集与控制电路采集探测器模块的信号，控制可调谐激光器驱动电路与探测器模块中的同相前置放大器和反相前置放大器的切换；可调谐激光器驱动电路接收信号采集与控制电路产生的控制信号驱动可调谐激光器；具体步骤如下：首先扫描可调谐激光器输出光谱，对得到的余弦干涉信号曲线求导，确定导数值最大的波长位置和该波长下的可调谐激光器驱动电流值，最大的波长位置即为Q点波长；然后记录该驱动电流下的干涉信号的直流量平均值，将该直流量平均值设为参考值；双光束干涉型光纤传感器实时获取信号的直流量，将直流量与参考值做比较，当出现偏差时，说明工作点发生了漂移，此时通过比例‑积分‑微分算法调节可调谐激光器的注入电流，通过微调激光波长跟踪锁定Q点；当输出波长调谐到最大值或最小值时，为了锁定工作点继续增大波长或减小波长，系统会自动将输出波长跳变回最小值或最大值进行下一个循环的Q点锁定；当波长从最大值到最小值或从最小值到最大值跳变时，信号采集与控制电路发出信号给探测器模块的前置放大器，使前置放大器中工作的同相放大器与反相放大器切换，克服了跳变后信号相位发生反相的现象。