CN209727123U - 无线手持式光纤光栅解调仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线手持式光纤光栅解调仪。本实用新型包括光环行器、C波段光谱分析单元、SLED光源、CPU处理器、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元；所述的光环行器具有三端口，第一端口接SLED光源，第二端口外接传感器，第三端口接C波段光谱分析单元；所述的C波段光谱分析单元、SLED光源、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元分别与CPU处理器连接，所述的CPU处理器、SLED光源和GPRS无线收发单元通过一锂电池供电。本实用新型的整体体积小，无需外接电源，采集的数据可进行无线发送；可在构件运动状态下测量其内部变形，满足装配式建筑构件在制作、运输及吊装等动态条件下的监测需求。

Description

无线手持式光纤光栅解调仪

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体地说是一种无线手持式光纤光栅解调仪。

背景技术

目前，我国装配式建筑预制部品部件很多为叠合式构件，如叠合楼板、叠合阳台板及叠合剪力墙等，这些构件较成型后的构件薄弱，在翻模、运输或者吊装等动态过程时，由于受力状态改变而存在安全隐患；同时，由于装配式建筑的固有特性，其结构整体性也较现浇结构相对薄弱。因此，需要加强对装配式建筑的结构安全监测，避免重大事故的发生。

光纤传感技术是近年来发展起来的一种新的传感技术，它与传统的机械、电子类传感方式相比，光纤传感器尺寸小、质量轻、精度高、抗电磁干扰、耐久性好、易于实现分布式或准分布式测量，大有成为结构健康监测主要传感元件之势。光纤传感器是光纤特定位置经特殊处理后形成的，集传感功能与光信号传输功能于一身。由于光纤直径仅为125微米，因此理论上可将刻有光纤传感器的光纤埋入钢筋混凝土结构内部，在不影响结构性能的前提下，测量传统传感器难以或者根本无法测量结构内部应变，这对了解结构内部的真实状态具有非常重要的意义。

由于需要对装配式建筑大型部品部件在制作、运输及吊装等动态条件下进行监测，目前市场上常用的普通解调仪则需要与采集仪及电源连接，无法在构件运动状态下测量其内部变形，因此不能满足装配式建筑构件在制作、运输及吊装等动态条件下的监测需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种集电源、数据采集和无线传输功能的小尺寸无线手持式光纤光栅解调仪，其可在构件运动状态下测量其内部变形，以满足装配式建筑构件在制作、运输及吊装等动态条件下的监测需求。

为此，本实用新型采用如下的技术方案：无线手持式光纤光栅解调仪，包括光环行器、C波段光谱分析单元、SLED光源、CPU处理器、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元；

所述的光环行器具有三端口，第一端口接SLED光源，第二端口外接传感器，第三端口接C波段光谱分析单元，SLED光源发出的光线从第一端口进入第二端口，再由第二端口进入第三端口；

所述的C波段光谱分析单元、SLED光源、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元分别与CPU处理器连接，所述的CPU处理器、SLED光源和GPRS无线收发单元通过一锂电池供电。

所述C波段光谱分析单元的结构无运动部件，可靠性更高，可在构件运动状态下测量其内部变形，以满足装配式建筑构件在制作、运输及吊装等动态条件下的监测需求。SLED光源体积小，散热片与壳体有效接触，功率稳定。

进一步的，所述的C波段光谱分析单元包括输入狭缝、准直透镜、反射型衍射光栅、聚焦透镜和阵列探测器，光线通过输入狭缝后射向准直透镜，经准直透镜后射向反射型衍射光栅，然后经反射型衍射光栅反射后射向聚焦透镜，最后经聚焦透镜射向阵列探测器。

进一步的，所述的C波段光谱分析单元中的各部件采用多维立体分布，所述的准直透镜位于输入狭缝的右侧，反射型衍射光栅位于准直透镜的正下方，聚焦透镜位于准直透镜的右侧，阵列探测器位于聚焦透镜的正下方及反射型衍射光栅的右侧。

进一步的，所述SLED光源的控制电路用1：99耦合器分光出1%给阵列探测器探测输出光功率，功率控制精确稳定。

进一步的，所述的光环行器为隔离度大于50dB的光环行器。

本实用新型具有的有益效果如下：本实用新型集小光源、光环行器、精密固定的C波段光谱分析单元、CPU处理器、Flash数据存储单元及无线收发单元于一体，整体体积小，无需外接电源，采集的数据可进行无线发送；可在构件运动状态下测量其内部变形，满足装配式建筑构件在制作、运输及吊装等动态条件下的监测需求。

附图说明

图1为本实用新型C波段光谱分析单元的原理图；

图2为本实用新型C波段光谱分析单元的结构图；

图3为本实用新型无线手持式光纤光栅解调仪的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图3所示的无线手持式光纤光栅解调仪，包括光环行器、C波段光谱分析单元、SLED光源、CPU处理器、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元。所述的C波段光谱分析单元、SLED光源、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元分别与CPU处理器连接。所述的CPU处理器、SLED光源和GPRS无线收发单元通过锂电池供电。

所述的光环行器具有三端口，第一端口接SLED光源，第二端口外接传感器，第三端口接C波段光谱分析单元，SLED光源发出的光线从第一端口进入第二端口，再由第二端口进入第三端口。所述的光环行器的隔离度大于50dB。

如图1所示，所述的C波段光谱分析单元包括输入狭缝1、准直透镜2、反射型衍射光栅3、聚焦透镜4和阵列探测器5，光线通过输入狭缝后射向准直透镜，经准直透镜后射向反射型衍射光栅，然后经反射型衍射光栅反射后射向聚焦透镜，最后经聚焦透镜射向阵列探测器。

如图2所示，所述的C波段光谱分析单元中的各部件采用多维立体分布，所述的准直透镜2位于输入狭缝1的右侧，反射型衍射光栅3位于准直透镜2的正下方，聚焦透镜4位于准直透镜2的右侧，阵列探测器5位于聚焦透镜4的正下方及反射型衍射光栅3的右侧。图中，ß1为36度，ß2为35度。

所述SLED光源的控制电路用1：99耦合器分光出1%给阵列探测器探测输出光功率。

LCD显示单元：采用4寸彩色LCD屏，显示波长，物理量、光谱谱型，直观实时的可是界面，便于用户实时观察在应用中和施工中传感器及光路是否优化是否正常。便于直观实时显示传感器变化情况。

GPRS无线收发单元：采用GPRS模式，CPU将波长信息和物理量信息通过TTL电平串口与无线收发单元发送和接受，波特率：115200。起始和停止位：１，８位数据位，奇偶检验。该单元可以通过USB配置接口配置注册用户手机号码，可以多个到５个用户。

用户可以控制无线收发功能是否启动，默认情况下，仪器不会自动发送给用户，需要信息时，用户可以通过注册的手机号码发送“发送信息使能”信息，GPRS无线收发单元收到信息后，CPU控制单元会实时发送信息给用户。用户也可以发送信息禁止仪器发送信息。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。

Claims (5)

1.无线手持式光纤光栅解调仪，包括光环行器，其特征在于，还包括C波段光谱分析单元、SLED光源、CPU处理器、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元；

所述的光环行器具有三端口，第一端口接SLED光源，第二端口外接传感器，第三端口接C波段光谱分析单元，SLED光源发出的光线从第一端口进入第二端口，再由第二端口进入第三端口；

所述的C波段光谱分析单元、SLED光源、LCD显示单元、Flash数据存储单元和GPRS无线收发单元分别与CPU处理器连接；所述的CPU处理器、SLED光源和GPRS无线收发单元通过一锂电池供电。

2.根据权利要求1所述的无线手持式光纤光栅解调仪，其特征在于，所述的C波段光谱分析单元包括输入狭缝、准直透镜、反射型衍射光栅、聚焦透镜和阵列探测器，光线通过输入狭缝后射向准直透镜，经准直透镜后射向反射型衍射光栅，然后经反射型衍射光栅反射后射向聚焦透镜，最后经聚焦透镜射向阵列探测器。

3.根据权利要求2所述的无线手持式光纤光栅解调仪，其特征在于，所述的C波段光谱分析单元中的各部件采用多维立体分布，所述的准直透镜位于输入狭缝的右侧，反射型衍射光栅位于准直透镜的正下方，聚焦透镜位于准直透镜的右侧，阵列探测器位于聚焦透镜的正下方及反射型衍射光栅的右侧。

4.根据权利要求1、2或3所述的无线手持式光纤光栅解调仪，其特征在于，所述SLED光源的控制电路用1：99耦合器分光出1%给阵列探测器探测输出光功率。

5.根据权利要求1、2或3所述的无线手持式光纤光栅解调仪，其特征在于，所述的光环行器为隔离度大于50dB的光环行器。