专利名称：一种光纤电光传感系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光电领域,尤其是一种光纤电光传感系统。
背景技术：
电子传感器系统能够将各种将物理量或化学量变化转变为电压或电流量，其技术比较成熟，也有着广泛的应用。但是，在需要进行远距离传感信号传输和控制的传感测量或安全报警等系统中，电子传感器的传输系统往往容易受到电磁等外界环境的干扰，同时， 传统电子传感器系统也难以构成传感网络。随着光纤技术的不断发展，光纤传感系统在光纤通讯领域得到了越来越多的应用。光纤传感系统具有抗电磁干扰和潮湿、耐腐蚀、重量轻等特点，而且，易于形成传感网络和进行远距离传感信号的传输。光纤传感系统存在的缺点是光纤传感器和信号处理系统比较贵，对有些物理或化学量的测试精度较低或很难制作相应光纤传感器去测试，因此，现有的光纤传感器及系统的传感应用领域远远没有传统的电子传感系统广泛。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电子传感技术与光前传感技术相结合且易于形成传感网络和远距离传输的光纤电光传感系统。本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的一种光纤电光传感系统，包括一个DFB激光器及其驱动控制系统、一个电光传感器、一个光电接收系统及其驱动控制电路和一个传感信号分析处理系统；所述的DFB激光器的输出端口连接电光传感器，所述的电光传感器的输出端口连接到光电接收系统，所述的光电接收系统的输出信号通过光电接收系统的驱动控制电路输入到传感信号分析处理系统。而且，所述的DFB激光器采用单模光纤耦合到电光传感器，所述的电光传感器采用单模光纤耦合到光电接收系统。而且，所述的DFB激光器、电光传感器、光电接收系统之间通过单模光纤的电弧融化焊接或光纤连接器连接。而且，所述的DFB激光器的输出光波长为1310纳米、1480纳米附近或1520 1610 纳米范围内。而且，所述的光电接收系统的响应光谱范围和DFB激光器输出光的光谱相同或接近。而且，所述的电光传感器由电子传感系统和可调光衰减器连接构成，所述的电子传感系统包括一个电子传感器及其驱动电路和输出信号处理电路，所述的可调光衰减器包括一个光衰减器和一个可调光衰减器的驱动电路，电子传感器接收信号后经输出信号处理电路后连接到可调光衰减器的驱动电路上并经光衰减器的输出端口输出。而且，所述的可调光衰减器的光谱响应范围和DFB激光器的光谱相同，对光功率的衰减在O 60dB范围内。而且，所述的电子传感器是任何一种能将外界物理量或化学量通过所述的电子传感器的驱动电路和输出信号处理电路转变为电压或电流的传感器。本发明的优点和积极效果是本发明设计合理，采用了窄带输出的DFB激光器作为光源，并利用传统的电子传感器和光纤通讯中常用的可变光衰减器的结合而形成，扩大了光电传感器的应用范围，能够克服电磁等环境因素的影响，又能够适合于远距离传感的应用需要，便于形成传感网络， 具有应用广泛、成本低、易于安装及生产等特点，可广泛用于远距离和严酷环境中的传感信号传输。
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I是一个电子传感系统的示意2是一个带光纤尾纤的有两个端口的可调光衰减器的示意图； 3是一种光纤电光传感器的意4是简化的光纤电光传感器的示意5是一个光纤电光传感系统的不意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。图I给出了一种电子传感系统的示意图，该电子传感器系统7包括电子传感器4、 驱动电路控制2和输出信号处理电路6。电子传感器4定义为任何一种在电子电路驱动下， 能将物理或化学量及其变化转变为电压或电流的变化形式的传感器件。该类传感器件是一种技术非常成熟的器件，其种类繁多，应用广泛。图2给出了一种可调光衰减器15的示意图。该可调光衰减器15包括带光纤尾纤的输入端口 8、光衰减器12、带光纤尾纤的输出端口 14及其驱动电路10。可调光衰减器15 的工作原理是光信号经稱合由输入端口 8输入,光衰减器12通过驱动电路在一定的电压或电流的作用下，对输入光产生一定的衰减，由输出端口 14输出。常用的可调光衰减器的衰减范围可达O 50dB，甚至更高。光衰减器12的种类有机械的、微电机系统(MEMS)、液晶的和电光晶体的等等。在光纤通讯中，可调光衰减器有着广泛的应用。在光纤通讯中，这类器件不仅能满足对光谱特性的要求，也可以降低成本。下面对本发明的各组成部分进行说明图3给出了一种电光传感器的示意图。该电光传感器17是由电子传感系统7和可调光衰减器15结合而成。电子传感系统17中的输出信号直接连接到可调光衰减器15 的驱动电路10，该驱动电路10具有接收和处理从输出信号处理电路6的输出信号的功能， 经一定的信号处理可驱动可调光衰减器15。因此，电光传感器17有效地把电子传感器4对外界的物理或化学量的感应转换成对输入到输入端口 8的光信号的衰减的变化，光信号通过输出端口 14输出。为说明方便，可以将图3的电光传感器简化为一个框图，如图4所示，该电光传感器16包括带单模光纤尾纤的输入端口 8和输出端口 14。
下面对本发明的系统构成进行说明如图5所示，一种光纤电光传感系统29包括一个DFB激光器(分布式反馈激光器)20及其驱动控制系统22、一个电光传感器16、一个光电接收系统24及其驱动控制电路 26和传感信号分析处理电路28。在光纤电光传感系统29中，DFB激光器20的输出一般是由单模光纤耦合输出，利用光纤的连接(连接方式可以是常用的电弧融化焊接或光纤连接器的连接)耦合到电光传感器16的输入端口 8,电光传感器16的输出端口 14 一般可以将输出光先经准直后,I禹合到光电接收系统24。光电接收系统24由其驱动控制电路26进行驱动控制并将信号传输到传感信号分析和处理系统。DFB激光器20输出的波长范围应为单模光纤的通讯窗口，一般为 1310纳米，1480纳米附近及C带或L带(1520 1610纳米)范围内。DFB激光器20的输出功率要求可根据具体的需求而定，市场上已有的这类激光器的输出功率通常从几个毫瓦到几瓦。如要求传感信号的传输距离远的应用，应选择输出功率较强的DFB激光器。一般， 应至少大于I毫瓦，以提高传感精度。由于在C带和L带(光波长范围约为的光在光纤中的传输损耗很�。�(约为0. ldB/100千米)，因此，DFB激光器20和光电接收系统24可以放置在离开电光传感器较远的位置。本发明易于实现远距离的传感，监控和测试要求。DFB激光器20的输出也可以通过准直透镜耦合输出，并通过自由空间耦合到无光纤尾纤的自由空间形式的可调光衰减器上。这样可以使作为传感系统光源的激光器和电光传感器合为一体，可以降低成本和缩小系统的尺寸。需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种光纤电光传感系统，其特征在于包括一个DFB激光器及其驱动控制系统、一个电光传感器、一个光电接收系统及其驱动控制电路和一个传感信号分析处理系统；所述的 DFB激光器的输出端口连接电光传感器,所述的电光传感器的输出端口连接到光电接收系统，所述的光电接收系统的输出信号通过光电接收系统的驱动控制电路输入到传感信号分析处理系统。
2.根据权利要求I所述的一种光纤电光传感系统，其特征在于所述的DFB激光器米用单模光纤耦合到电光传感器，所述的电光传感器采用单模光纤耦合到光电接收系统。
3.根据权利要求2所述的一种光纤电光传感系统,其特征在于所述的DFB激光器、电光传感器、光电接收系统之间通过单模光纤的电弧融化焊接或光纤连接器连接。
4.根据权利要求I所述的一种光纤电光传感系统，其特征在于所述的DFB激光器的输出光波长为1310纳米附近、1480纳米附近或1520 1610纳米范围内。
5.根据权利要求4所述的一种光纤电光传感系统,其特征在于所述的光电接收系统的响应光谱范围和DFB激光器输出光的光谱相同或接近。
6.根据权利要求I至5任一项所述的一种光纤电光传感系统,其特征在于所述的电光传感器由电子传感系统和可调光衰减器连接构成，所述的电子传感系统包括一个电子传感器及其驱动电路和输出信号处理电路，所述的可调光衰减器包括一个光衰减器和一个可调光衰减器的驱动电路，电子传感器接收信号后经输出信号处理电路后连接到可调光衰减器的驱动电路上并经光衰减器的输出端口输出。
7.根据权利要求6所述的一种光纤电光传感系统，其特征在于所述的可调光衰减器的光谱响应范围和DFB激光器的光谱相同，对光功率的衰减在O 60dB范围内。
8.根据权利要求6所述的一种光纤电光传感系统,其特征在于所述的电子传感器是任何一种能将外界物理量或化学量通过所述的电子传感器的驱动电路和输出信号处理电路转变为电压或电流的传感器。
全文摘要
本发明涉及一种光纤电光传感系统，其主要技术特点是包括一个DFB激光器及其驱动控制系统、一个电光传感器、一个光电接收系统及其驱动控制电路和一个传感信号分析处理系统；所述的DFB激光器的输出端口连接电光传感器，所述的电光传感器的输出端口连接到光电接收系统，所述的光电接收系统的输出信号通过光电接收系统的驱动控制电路输入到传感信号分析处理系统。本发明设计合理，扩大了光电传感器的应用范围，不仅能够克服电磁等环境因素的影响，而且能够适合远距离传感的应用需要，便于形成传感网络，具有应用广泛、成本低、易于安装及生产等特点，可广泛用于远距离和严酷环境中的传感信号传输。
文档编号G01D5/353GK102607619SQ20121006324
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者高培良 申请人:天津奇谱光电技术有限公司
专业数控铣床产品供应商
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