專利名稱：一種光纖電光傳感系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光電領域,尤其是一種光纖電光傳感系統(tǒng)。
背景技術：
電子傳感器系統(tǒng)能夠?qū)⒏鞣N將物理量或化學量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娏髁?，其技術比較成熟，也有著廣泛的應用。但是，在需要進行遠距離傳感信號傳輸和控制的傳感測量或安全報警等系統(tǒng)中，電子傳感器的傳輸系統(tǒng)往往容易受到電磁等外界環(huán)境的干擾，同時， 傳統(tǒng)電子傳感器系統(tǒng)也難以構成傳感網(wǎng)絡。隨著光纖技術的不斷發(fā)展，光纖傳感系統(tǒng)在光纖通訊領域得到了越來越多的應用。光纖傳感系統(tǒng)具有抗電磁干擾和潮濕、耐腐蝕、重量輕等特點，而且，易于形成傳感網(wǎng)絡和進行遠距離傳感信號的傳輸。光纖傳感系統(tǒng)存在的缺點是光纖傳感器和信號處理系統(tǒng)比較貴，對有些物理或化學量的測試精度較低或很難制作相應光纖傳感器去測試，因此，現(xiàn)有的光纖傳感器及系統(tǒng)的傳感應用領域遠遠沒有傳統(tǒng)的電子傳感系統(tǒng)廣泛。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種電子傳感技術與光前傳感技術相結合且易于形成傳感網(wǎng)絡和遠距離傳輸?shù)墓饫w電光傳感系統(tǒng)。本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的一種光纖電光傳感系統(tǒng)，包括一個DFB激光器及其驅(qū)動控制系統(tǒng)、一個電光傳感器、一個光電接收系統(tǒng)及其驅(qū)動控制電路和一個傳感信號分析處理系統(tǒng)；所述的DFB激光器的輸出端口連接電光傳感器，所述的電光傳感器的輸出端口連接到光電接收系統(tǒng)，所述的光電接收系統(tǒng)的輸出信號通過光電接收系統(tǒng)的驅(qū)動控制電路輸入到傳感信號分析處理系統(tǒng)。而且，所述的DFB激光器采用單模光纖耦合到電光傳感器，所述的電光傳感器采用單模光纖耦合到光電接收系統(tǒng)。而且，所述的DFB激光器、電光傳感器、光電接收系統(tǒng)之間通過單模光纖的電弧融化焊接或光纖連接器連接。而且，所述的DFB激光器的輸出光波長為1310納米、1480納米附近或1520 1610 納米范圍內(nèi)。而且，所述的光電接收系統(tǒng)的響應光譜范圍和DFB激光器輸出光的光譜相同或接近。而且，所述的電光傳感器由電子傳感系統(tǒng)和可調(diào)光衰減器連接構成，所述的電子傳感系統(tǒng)包括一個電子傳感器及其驅(qū)動電路和輸出信號處理電路，所述的可調(diào)光衰減器包括一個光衰減器和一個可調(diào)光衰減器的驅(qū)動電路，電子傳感器接收信號后經(jīng)輸出信號處理電路后連接到可調(diào)光衰減器的驅(qū)動電路上并經(jīng)光衰減器的輸出端口輸出。而且，所述的可調(diào)光衰減器的光譜響應范圍和DFB激光器的光譜相同，對光功率的衰減在O 60dB范圍內(nèi)。而且，所述的電子傳感器是任何一種能將外界物理量或化學量通過所述的電子傳感器的驅(qū)動電路和輸出信號處理電路轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娏鞯膫鞲衅?。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明設計合理，采用了窄帶輸出的DFB激光器作為光源，并利用傳統(tǒng)的電子傳感器和光纖通訊中常用的可變光衰減器的結合而形成，擴大了光電傳感器的應用范圍，能夠克服電磁等環(huán)境因素的影響，又能夠適合于遠距離傳感的應用需要，便于形成傳感網(wǎng)絡， 具有應用廣泛、成本低、易于安裝及生產(chǎn)等特點，可廣泛用于遠距離和嚴酷環(huán)境中的傳感信號傳輸。
圖
圖
圖
圖
圖
I是一個電子傳感系統(tǒng)的示意2是一個帶光纖尾纖的有兩個端口的可調(diào)光衰減器的示意圖； 3是一種光纖電光傳感器的意4是簡化的光纖電光傳感器的示意5是一個光纖電光傳感系統(tǒng)的不意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。圖I給出了一種電子傳感系統(tǒng)的示意圖，該電子傳感器系統(tǒng)7包括電子傳感器4、 驅(qū)動電路控制2和輸出信號處理電路6。電子傳感器4定義為任何一種在電子電路驅(qū)動下， 能將物理或化學量及其變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娏鞯淖兓问降膫鞲衅骷?。該類傳感器件是一種技術非常成熟的器件，其種類繁多，應用廣泛。圖2給出了一種可調(diào)光衰減器15的示意圖。該可調(diào)光衰減器15包括帶光纖尾纖的輸入端口 8、光衰減器12、帶光纖尾纖的輸出端口 14及其驅(qū)動電路10?？烧{(diào)光衰減器15 的工作原理是光信號經(jīng)稱合由輸入端口 8輸入,光衰減器12通過驅(qū)動電路在一定的電壓或電流的作用下，對輸入光產(chǎn)生一定的衰減，由輸出端口 14輸出。常用的可調(diào)光衰減器的衰減范圍可達O 50dB，甚至更高。光衰減器12的種類有機械的、微電機系統(tǒng)(MEMS)、液晶的和電光晶體的等等。在光纖通訊中，可調(diào)光衰減器有著廣泛的應用。在光纖通訊中，這類器件不僅能滿足對光譜特性的要求，也可以降低成本。下面對本發(fā)明的各組成部分進行說明圖3給出了一種電光傳感器的示意圖。該電光傳感器17是由電子傳感系統(tǒng)7和可調(diào)光衰減器15結合而成。電子傳感系統(tǒng)17中的輸出信號直接連接到可調(diào)光衰減器15 的驅(qū)動電路10，該驅(qū)動電路10具有接收和處理從輸出信號處理電路6的輸出信號的功能， 經(jīng)一定的信號處理可驅(qū)動可調(diào)光衰減器15。因此，電光傳感器17有效地把電子傳感器4對外界的物理或化學量的感應轉(zhuǎn)換成對輸入到輸入端口 8的光信號的衰減的變化，光信號通過輸出端口 14輸出。為說明方便，可以將圖3的電光傳感器簡化為一個框圖，如圖4所示，該電光傳感器16包括帶單模光纖尾纖的輸入端口 8和輸出端口 14。
下面對本發(fā)明的系統(tǒng)構成進行說明如圖5所示，一種光纖電光傳感系統(tǒng)29包括一個DFB激光器(分布式反饋激光器)20及其驅(qū)動控制系統(tǒng)22、一個電光傳感器16、一個光電接收系統(tǒng)24及其驅(qū)動控制電路 26和傳感信號分析處理電路28。在光纖電光傳感系統(tǒng)29中，DFB激光器20的輸出一般是由單模光纖耦合輸出，利用光纖的連接(連接方式可以是常用的電弧融化焊接或光纖連接器的連接)耦合到電光傳感器16的輸入端口 8,電光傳感器16的輸出端口 14 一般可以將輸出光先經(jīng)準直后,I禹合到光電接收系統(tǒng)24。光電接收系統(tǒng)24由其驅(qū)動控制電路26進行驅(qū)動控制并將信號傳輸?shù)絺鞲行盘柗治龊吞幚硐到y(tǒng)。DFB激光器20輸出的波長范圍應為單模光纖的通訊窗口，一般為 1310納米，1480納米附近及C帶或L帶(1520 1610納米)范圍內(nèi)。DFB激光器20的輸出功率要求可根據(jù)具體的需求而定，市場上已有的這類激光器的輸出功率通常從幾個毫瓦到幾瓦。如要求傳感信號的傳輸距離遠的應用，應選擇輸出功率較強的DFB激光器。一般， 應至少大于I毫瓦，以提高傳感精度。由于在C帶和L帶(光波長范圍約為的光在光纖中的傳輸損耗很小，(約為0. ldB/100千米)，因此，DFB激光器20和光電接收系統(tǒng)24可以放置在離開電光傳感器較遠的位置。本發(fā)明易于實現(xiàn)遠距離的傳感，監(jiān)控和測試要求。DFB激光器20的輸出也可以通過準直透鏡耦合輸出，并通過自由空間耦合到無光纖尾纖的自由空間形式的可調(diào)光衰減器上。這樣可以使作為傳感系統(tǒng)光源的激光器和電光傳感器合為一體，可以降低成本和縮小系統(tǒng)的尺寸。需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
權利要求
1.一種光纖電光傳感系統(tǒng)，其特征在于包括一個DFB激光器及其驅(qū)動控制系統(tǒng)、一個電光傳感器、一個光電接收系統(tǒng)及其驅(qū)動控制電路和一個傳感信號分析處理系統(tǒng)；所述的 DFB激光器的輸出端口連接電光傳感器,所述的電光傳感器的輸出端口連接到光電接收系統(tǒng)，所述的光電接收系統(tǒng)的輸出信號通過光電接收系統(tǒng)的驅(qū)動控制電路輸入到傳感信號分析處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的DFB激光器米用單模光纖耦合到電光傳感器，所述的電光傳感器采用單模光纖耦合到光電接收系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng),其特征在于所述的DFB激光器、電光傳感器、光電接收系統(tǒng)之間通過單模光纖的電弧融化焊接或光纖連接器連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的DFB激光器的輸出光波長為1310納米附近、1480納米附近或1520 1610納米范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng),其特征在于所述的光電接收系統(tǒng)的響應光譜范圍和DFB激光器輸出光的光譜相同或接近。
6.根據(jù)權利要求I至5任一項所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng),其特征在于所述的電光傳感器由電子傳感系統(tǒng)和可調(diào)光衰減器連接構成，所述的電子傳感系統(tǒng)包括一個電子傳感器及其驅(qū)動電路和輸出信號處理電路，所述的可調(diào)光衰減器包括一個光衰減器和一個可調(diào)光衰減器的驅(qū)動電路，電子傳感器接收信號后經(jīng)輸出信號處理電路后連接到可調(diào)光衰減器的驅(qū)動電路上并經(jīng)光衰減器的輸出端口輸出。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的可調(diào)光衰減器的光譜響應范圍和DFB激光器的光譜相同，對光功率的衰減在O 60dB范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求6所述的一種光纖電光傳感系統(tǒng),其特征在于所述的電子傳感器是任何一種能將外界物理量或化學量通過所述的電子傳感器的驅(qū)動電路和輸出信號處理電路轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娏鞯膫鞲衅鳌?br>
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖電光傳感系統(tǒng)，其主要技術特點是包括一個DFB激光器及其驅(qū)動控制系統(tǒng)、一個電光傳感器、一個光電接收系統(tǒng)及其驅(qū)動控制電路和一個傳感信號分析處理系統(tǒng)；所述的DFB激光器的輸出端口連接電光傳感器，所述的電光傳感器的輸出端口連接到光電接收系統(tǒng)，所述的光電接收系統(tǒng)的輸出信號通過光電接收系統(tǒng)的驅(qū)動控制電路輸入到傳感信號分析處理系統(tǒng)。本發(fā)明設計合理，擴大了光電傳感器的應用范圍，不僅能夠克服電磁等環(huán)境因素的影響，而且能夠適合遠距離傳感的應用需要，便于形成傳感網(wǎng)絡，具有應用廣泛、成本低、易于安裝及生產(chǎn)等特點，可廣泛用于遠距離和嚴酷環(huán)境中的傳感信號傳輸。
文檔編號G01D5/353GK102607619SQ20121006324
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權日2012年3月8日
發(fā)明者高培良 申請人:天津奇譜光電技術有限公司