CN111693078A - 一种膜式光纤编码识别系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种膜式光纤编码识别系统，包括：光源模块，用于输出测试用的光波信号；环形器，所述环形器具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光源模块的输出端连接；光纤，所述光纤输入端与所述环形器的第二端口连接；膜式光纤编码，所述膜式光纤编码与所述光纤的输出端连接；波形探测器，所述波形探测器的输入端与所述环形器的第三端口连接；主控制器，分别与所述光源模块、波形探测器电性连接。采用与光纤可拆卸的膜式光纤编码，安装使用灵活，不占用光纤长度，厚度小，成本低，相比传统线条状光栅的纤式光纤编码，平面状的膜式光纤编码反射面积更大且均匀，能够提高光线编码识别精度，且可直接贴附于外部通信器件。

Description

一种膜式光纤编码识别系统及方法
技术领域
本发明涉及光纤通讯领域，特别涉及一种膜式光纤编码识别系统及方法。
背景技术
在光纤通讯领域，光纤编码是由多个不同波长的光纤光栅组成的，光线编码识别系统是准确识别其光纤光栅波长的光学检测系统。现有的光纤编码皆是直接成型于光缆纤芯中的线条状光栅，依赖于光缆本身的长度，使用起来不太灵活，不同的光纤就需要成型不同的光栅编码，与外部通信器件配合时就得占用一端长度的光纤去成型光纤编码，增加了产品的整体长度和用料成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种膜式光纤编码识别系统，可灵活使用、成本低且易于配合外部通信器件；本发明还提供了一种膜式光纤编码识别方法。
根据本发明第一方面实施例的一种膜式光纤编码识别系统，包括：光源模块，用于输出测试用的光波信号；环形器，所述环形器具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光源模块的输出端连接；光纤，所述光纤输入端与所述环形器的第二端口连接；膜式光纤编码，所述膜式光纤编码与所述光纤的输出端连接；波形探测器，所述波形探测器的输入端与所述环形器的第三端口连接；主控制器，分别与所述光源模块、波形探测器电性连接。
根据本发明第一实施例的膜式光纤编码识别系统，至少具有如下有益效果：采用与光纤可拆卸的膜式光纤编码，安装使用灵活，不占用光纤长度，厚度小，成本低，相比传统线条状光栅的纤式光纤编码，平面状的膜式光纤编码反射面积更大且均匀，能够提高光线编码识别精度，且可直接贴附于外部通信器件。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述膜式光纤编码为多个反射膜和/或透射膜按序列组合构成的唯一光学识别单元。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述膜式光纤编码采用多个不同波长的反射膜重叠而成。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述光源模块包括可调节输出电流的驱动器和由所述驱动器驱动的光源，所述驱动器与所述主控制器电性连接。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述光源采用窄带宽光源或脉冲光源。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述光源模块还包括与所述主控制器电性连接的第一SOA光开关，所述第一SOA光开关连接在所述光源与所述环形器的第一端口之间，所述光源采用大带宽光源；所述波形探测器的输入端与所述环形器的第三端口之间设置有第二SOA光开关，所述第二SOA光开关与所述主控制器电性连接。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述波形探测器采用解调仪，用于实现光波的分离和波长测量。
根据本发明第一方面的一些实施例，所述主控制器采用FPGA控制器。
根据本发明第二方面实施例的一种光线编码识别系统自行确定测量阈值的方法，包括以下步骤：将光波从环形器输出至光纤；光波从经光纤传出至膜式光纤编码，膜式光纤编码反射特定波长的光波；反射光波依次经光纤、环形器至波形探测器；波形探测器获取所述反射光波并反馈给主控制器；主控制器对所述反射光波的波长从而获取所述膜式光纤编码。
根据本发明第二实施例的光线编码识别系统自行确定测量阈值的方法，至少具有如下有益效果：采用与光纤可拆卸的膜式光纤编码，安装使用灵活，不占用光纤长度，厚度小，成本低，相比传统线条状光栅的纤式光纤编码，平面状的膜式光纤编码反射面积更大且均匀，能够提高光线编码识别精度，且可直接贴附于外部通信器件。
根据本发明第二方面的一些实施例，所述膜式光纤编码采用多个不同波长的反射膜重叠而成。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明第一方面实施例的光线编码识别系统原理图；
图2为本发明第一方面实施例的膜式光纤编码结构图；
图3为本发明第二方面实施例的光线编码识别方法流程图。
附图标记：
光源模块100、驱动器110、光源120、第一SOA光开关130、第二SOA光开关140；
环形器200、光纤300、膜式光纤编码400、反射膜401、波形探测器500、主控制器600。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参考图1所示，为本技术方案第一方面实施例的一种膜式光纤编码识别系统，包括：光源模块100，用于输出测试用的光波信号；环形器200，所述环形器200具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光源模块100的输出端连接；光纤300，所述光纤300输入端与所述环形器200的第二端口连接；膜式光纤编码400，所述膜式光纤编码400与所述光纤300的输出端连接；波形探测器500，所述波形探测器500的输入端与所述环形器200的第三端口连接；主控制器600，分别与所述光源模块100、波形探测器500电性连接。
其工作过程为，由主控制器600控制光源模块100输出光波信号，经环形器200的第一端口进入、第二端口输出至光纤300、膜式光纤编码400，膜式光纤编码400反射特定波长的光波，依次经光纤300、环形器200的第二端口、环形器200的第三端，波形探测500器获取所述反射光波并反馈给主控制器600；主控制器600对所述反射光波的波长从而获取所述膜式光纤编码。
如上所述，根据本发明第一实施例的膜式光纤编码识别系统，采用与光纤可拆卸的膜式光纤编码，安装使用灵活，不占用光纤长度，厚度小，成本低，相比传统线条状光栅的纤式光纤编码，平面状的膜式光纤编码反射面积更大且均匀，能够提高光线编码识别精度，且可直接贴附于外部通信器件。
在本发明第一方面的一些实施例中，所述膜式光纤编码400为多个反射膜和/或透射膜按序列组合构成的唯一光学识别单元。
如图2所示，在本发明第一方面的一些实施例中，所述膜式光纤编码400采用多个不同波长的反射膜401重叠而成，形成唯一的波长组合。
在本发明第一方面的一些实施例中，光源模块100包括可调节输出电流的驱动器110和由驱动器110驱动的光源120，驱动器110与主控制器600电性连接，驱动器110为光源供电，驱动器110受主控制器600控制，根据所计算光纤上测试点的光强阈值，控制其输出电流，进而控制光源120发光光强。
在本发明第一方面的一些实施例中，光源120采用窄带宽光源或脉冲光源。
鉴于光纤编码所需波长段较大，在本发明第一方面的一些实施例中，光源120采用大带宽光源光源模块100还包括与主控制器600电性连接的第一SOA光开关130，第一SOA光开关130连接在光源120与环形器200的第一端口之间；波形探测器500的输入端与环形器200的第三端口之间设置有第二SOA光开关140，第二SOA光开关140与主控制器600电性连接。
第一SOA光开关130与第二SOA光开关140等两个SOA光开关具备高速开启和关闭的功能，同时又具备光波放大功能。两个SOA组成发、收光波的脉冲控制，实现将光波输入光纤，同时接手光纤回向反射、散射光波，两者之间开闭时间差乘以光速即为光强传输距离。
在本发明第一方面的一些实施例中，波形探测器500优选采用解调仪，用于实现光波的分离和波长测量。
在本发明第一方面的一些实施例中，主控制器600优选采用FPGA控制器。
如图3所示，为本发明第二方面实施例的将光波从环形器输出至光纤；光波从经光纤传出至膜式光纤编码，膜式光纤编码反射特定波长的光波；反射光波依次经光纤、环形器至波形探测器；波形探测器获取所述反射光波并反馈给主控制器；主控制器对所述反射光波的波长从而获取所述膜式光纤编码。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种膜式光纤编码识别系统，其特征在于：包括：
光源模块(100)，用于输出测试用的光波信号；
环形器(200)，所述环形器(200)具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口与所述光源模块(100)的输出端连接；
光纤(300)，所述光纤(300)输入端与所述环形器(200)的第二端口连接；
膜式光纤编码(400)，所述膜式光纤编码(400)与所述光纤(300)的输出端连接；
波形探测器(500)，所述波形探测器(500)的输入端与所述环形器(200)的第三端口连接；
主控制器(600)，分别与所述光源模块(100)、波形探测器(500)电性连接。
2.根据权利要求1所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述膜式光纤编码(400)为多个反射膜和/或透射膜按序列组合构成的唯一光学识别单元。
3.根据权利要求2所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述膜式光纤编码(400)采用多个不同波长的反射膜(401)重叠而成。
4.根据权利要求1所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述光源模块(100)包括可调节输出电流的驱动器(110)和由所述驱动器(110)驱动的光源(120)，所述驱动器(110)与所述主控制器(600)电性连接。
5.根据权利要求4所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述光源(120)采用窄带宽光源或脉冲光源。
6.根据权利要求1所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述光源模块(100)还包括与所述主控制器(600)电性连接的第一SOA光开关(130)，所述第一SOA光开关(130)连接在所述光源(120)与所述环形器(200)的第一端口之间，所述光源(120)采用大带宽光源；所述波形探测器(500)的输入端与所述环形器(200)的第三端口之间设置有第二SOA光开关(140)，所述第二SOA光开关(140)与所述主控制器(600)电性连接。
7.根据权利要求1所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述波形探测器(500)采用解调仪，用于实现光波的分离和波长测量。
8.根据权利要求1所述的膜式光纤编码识别系统，其特征在于：所述主控制器(600)采用FPGA控制器。
9.一种膜式光纤编码识别方法，其特征在于：包括以下步骤
将光波从环形器输出至光纤；
光波从经光纤传出至膜式光纤编码，膜式光纤编码反射特定波长的光波；
反射光波依次经光纤、环形器至波形探测器；
波形探测器获取所述反射光波并反馈给主控制器；
主控制器对所述反射光波的波长从而获取所述膜式光纤编码。
10.根据权利要求9所述的一种膜式光纤编码识别方法，其特征在于：所述膜式光纤编码采用多个不同波长的反射膜重叠而成。
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