1.准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,包括:依次连接的控制中心、驱动电路、可调谐激光器、第一光纤耦合器、光环形器和若干法珀干涉腔,其中,相邻所述法珀干涉腔之间设置有光纤延迟线;所述光纤延迟线用于实现法珀干涉信号的时分复用;
所述光环形器还连接有时分复用器,所述时分复用器连接有若干第二光纤耦合器,若干所述第二光纤耦合器之间并联,每个所述第二光纤耦合器均连接有PD模块;
应用如所述准分布式法珀干涉光纤传感器的信号解调方法,包括:控制中心控制驱动电路的驱动电压,可调谐激光器基于所述驱动电压输出波长为λ1、λ2、λ3… …λn的光信号,所述光信号经过光纤耦合器、光环形器传输至法珀干涉腔,外界环境信息通过所述法珀干涉腔加载到所述光信号,并以反射干涉信号传输回到所述光环形器;其中,所述光信号的波长依次对应为所述法珀干涉腔的工作波长;
时分复用器将所述光环形器传输的所述反射干涉信号复用为若干波长信号,所述波长信号由第二光纤耦合器分成两路光信号进入PD模块,基于所述PD模块输出所述外界环境信息的地址和对应法珀腔长的总变化量;
所述波长信号由第二光纤耦合器分成两路光信号进入PD模块后包括:两路光信号分别由探测器PD和探测器PD’转换成电信号;所述探测器PD’转换的电信号传输至条纹计数器,用于对亮、暗条纹变化的总次数进行计数,基于亮、暗条纹变化的总次数获取条纹的移动方向,基于条纹的移动方向判定法珀干涉腔受环境变化导致的变化方向,其中,条纹计数每增加一次,对应的法珀干涉腔的腔长变化了该法珀腔工作波长的四分之一;所述探测器PD转换的电信号传输至除法器,用于计算法珀干涉腔的腔长变化小于预设腔长的变化量,获取探测器PD转换的电信号变化对应的腔长;
所述条纹计数器的输出和所述除法器的输出,传输至信号处理模块;
信号处理模块基于条纹计数结果、预设腔长和探测器PD转换的电信号变化对应的腔长,获取腔长总变化量;其中,腔长总变化量=条纹计数结果×预设腔长+探测器PD转换的电信号变化对应的腔长。
2.根据权利要求1所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,所述可调谐激光器输出的光信号的波长依次对应所述法珀干涉腔的工作波长;其中所述法珀干涉腔的工作波长依次为λ1、λ2、λ3… …λn。
3.根据权利要求2所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,所述法珀干涉腔由两个光纤端面构成,且两个光纤端面为腔镜,所述法珀干涉腔的腔长均相等;
第一个法珀干涉腔的右侧光纤端面镀膜使其对波长λ1具有100%的反射率、左侧光纤端面镀膜使其对波长λ1具有20%‑40%的反射率,而对波长λ2、λ3……λn全透射;以此类推,第二个法珀干涉腔的右侧光纤端面镀膜使其对波长λ2具有
100%的反射率、左侧光纤端面镀膜使其对波长λ2具有20%‑40%的反射率,而对波长λ3、λ4… …λn全透射,… …,从而使得若干法珀干涉腔的反射输出信号依次为波长λ1、λ2、λ3… …λn的干涉信号,由此实现若干法珀干涉腔的工作波长依次为λ1、λ2、λ3… …λn的准分布式复用。
4.根据权利要求1所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,所述PD模块均包括:探测器PD和探测器PD’,所述探测器PD连接有除法器,所述探测器PD’连接有条纹计数器,所述除法器和所述条纹计数器均连接信号处理模块。
5.根据权利要求4所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,所述准分布式法珀干涉光纤传感器还包括:探测器PD*,所述探测器PD*与所述第一光纤耦合器连接,所述探测器PD*还与每个所述PD模块中的所述除法器连接。
6.根据权利要求1所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,对亮、暗条纹变化的总次数进行计数包括:
设所述法珀干涉腔的工作波长初始位置为暗条纹,探测器PD’转换的电信号如果没有检测到变为亮条纹则输出条纹计数值为0,如果检测到变为亮条纹则条纹计数加1,随后如果检测到条纹变为暗条纹则条纹计数再加1,后续出现相邻两次的条纹是亮、暗交替变化时都在前一次的条纹计数值基础上再加1;但是,在条纹计数的过程中如果检测到相邻两次的条纹变化都是亮条纹或者都是暗条纹,那么这时候的条纹计数用前一次的条纹计数值减1,随后如果继续出现亮、暗条纹的交替变化,则每出现一次交替变化条纹计数值都依次减1,直至出现相邻两次的条纹变化是同为亮条纹或者暗条纹,条纹计数值改为加1,直至下一次出现相邻两次的条纹变化同为亮条纹或者暗条纹;如果最后输出的条纹计数值是负数,则把条纹计数值改为对应的正数即可。
7.根据权利要求6所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,所述波长信号由第二光纤耦合器分成两路光信号进入PD模块后还包括:
通过第一光纤耦合器将光信号传输至探测器PD*,探测器PD*的输出信号与探测器PD的输出信号同时输入至除法器,对光源的功率波动进行补偿。
8.根据权利要求1所述的准分布式法珀干涉光纤传感器,其特征在于,驱动电压依次为V1、V2、V3… …Vn时,可调谐激光器对应地输出波长为λ1、λ2、λ3……λn的光信号,而λ1、λ2、λ3… …λn分别对应为依次连接的若干法珀干涉腔的工作波长,控制中心根据具体的驱动电压启动PD模块,而其余的PD模块则处于非工作状态,减少探测信号的处理量。