三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統技術方案

本發明專利技術公開了一種三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統，包括：OMCSL和保護殼，所述OMCSL封裝在保護殼的內部，所述OMCSL包括輸入端口、輸出端口、腰區、錐形過渡區和SAGNAC環，所述SAGNAC環的兩端固接有錐形過渡區，所述錐形過渡區的中部設置有腰區，且錐形過渡區的兩端分別設置有輸入端口和輸出端口，OMCSL可以接收提供可調諧掃描光源提供的光信號，再將經過投棄式光纖溫鹽深傳感器處理過的光信號輸出到信號解調模塊。本發明專利技術設計了便于小型化、智能化海上無人平臺掛載應用的投棄式三參量協調敏感的全光纖三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統CTD傳感器以滿足大范圍海域溫度、鹽度、壓力剖面參數高效、實時、快速監控需求?？焖俦O控需求?？焖俦O控需求。

【技術實現步驟摘要】
三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統


[0001]本專利技術涉及海洋環境觀測設備及光纖傳感
，具體為三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統。

技術介紹

[0002]海洋環境各要素參量直接影響海洋經濟開發、海洋環境保護、海上裝備及設備運行效能與安全等海洋相關活動(例如海水溫度參數直接決定海洋內波運動規律、海水深度參數式海洋物理狀態的重要基礎參量)，對海洋聲/振動、磁場、溫度、鹽度、深度等環境要素進行原位、實時、精確監測意義重大。在國內外海洋環境檢測網絡建設來看，潛/浮標系統、無人艇、水下滑翔器、投棄式海洋界面觀測設備等小型化自主海洋環境檢測平臺是構建未來“海洋物聯網”的主要平臺，在水下、海氣界面快速機動組網觀測系統建設方面有巨大的優勢。目前各型號海洋監測傳感器產品多為分立式電學傳感器，難以形成多參量監測傳感，且國內外技術還有一定差距，部份依賴進口，還存在價格昂貴、體積大、布放困難、容易受電磁干擾等問題。難以滿足未來透明海洋戰略建設需求。
[0004]未來海洋立體觀測系統將涵蓋衛星、飛機、調查船、浮標、潛標、水下潛器、海床基觀測站等多種固定或移動觀測平臺。從國內外海洋環境檢測網絡建設來看，潛/浮標系統、無人艇、水下滑翔器、投棄式海洋界面觀測設備等小型化自主海洋環境檢測平臺，在水下、海氣界面快速機動組網觀測系統建設方面有巨大的優勢，是構建未來“海洋物聯網”的主要平臺。要滿足高效、立體海洋環境監測需求，海上自主監測平臺需具備多種海洋物理參量監測、海上及水下目標探測、GPS定位、自主供電、信息處理上傳等多種功能。但受限各型自主監測平臺載荷有限、所載傳感器集成度低、功能單一等矛盾因素影響，各型平臺所載監測系統在環境監測功能多樣性、復雜環境適應性、經濟適用性等方面存在大量難題需要解決。例如：當前已有的海洋環境監測傳感器及裝備(如：溫鹽深儀，CTD)多為電學設備，或多或少存在價格昂貴、體積大、布放困難、容易受電磁干擾等問題，且部分依賴進口。
[0005]為滿足各項海上有人/無人平臺掛載需求，大力開發數據兼容性強、成本低廉、結構緊湊、方便成陣布放、具備自補償功能、滿足多參量協同敏感的高精度海洋環境參量傳感器意義重大且需求緊迫。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的在于提供三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統，設計了便于小型化、智能化海上無人平臺掛載應用的投棄式三參量協調敏感的全光纖三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統CTD傳感器以滿足大范圍海域溫度、鹽度、壓力剖面參數高效、實時、快速監控需求，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
[0007]為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統，包括：OMCSL和保護殼，所述OMCSL封裝在保護殼的內部，所述
OMCSL包括輸入端口、輸出端口、腰區、錐形過渡區和SAGNAC環，所述SAGNAC環的兩端固接有錐形過渡區，所述錐形過渡區的中部設置有腰區，且錐形過渡區的兩端分別設置有輸入端口和輸出端口， OMCSL可以接收提供可調諧掃描光源提供的光信號，再將經過投棄式光纖溫鹽深傳感器處理過的光信號輸出到信號解調模塊；
[0008]所述保護殼包括方槽模具、保護殼主體、保護殼蓋子、SAGNAC環保護倉、 SAGNAC環保護倉蓋子、第一孔洞、第二孔洞和方形濾網，保護殼作為OMCSL 的容納容器，起到固定OMCSL的效果并且避免SAGNAC環直接接觸被測海水，受到海水的干擾，OMCSL傳感器與保護殼結合形成OMCSL探頭，所述方槽模具通過緊固件固定于保護殼主體上，所述SAGNAC環穿過孔洞放置在SAGNAC環保護倉中，所述保護殼蓋子上設置有方形濾網，所述保護殼主體的頭部設置有SAGNAC環保護倉，所述SAGNAC環保護倉上配合套接有SAGNAC環保護倉蓋子，所述輸入端口和輸出端口穿過第二孔洞并延伸至外部。
[0009]優選的，一種三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統，包括可調諧波長掃描光源、基于OMCSL的投棄式半封裝溫鹽深傳感器、1：2 分光器、光電轉換器、數據采集卡、計算機，所述可調諧波長掃描光源輸出端與1：2分光器輸入口連接，可調諧波長掃描光源用于為光纖溫鹽深傳感器提供傳感所需光輸入信號，為信號解調模塊提供原始光信號，用于解調模塊的自校準?？烧{諧波長掃描光源輸出的信號波長范圍為1520nm
?
1600nm，精度大于0.1pm，功率高于50mW，可實現高精度波長掃描輸出，1：2分光器的第一個輸出口與投棄式半封裝溫鹽深傳感器的輸入端相連，1：2分光器的第二個輸出口與光電轉換器第一個輸入端相連，投棄式半封裝溫鹽深傳感器的輸出端與光電轉換器第二個輸入端相連，光電轉換器輸出端與數據采集卡輸入口相連，數據采集卡輸出口與信號處理計算機相連。
[0010]其中光電轉換器、數據采集卡和計算機構成信號解調模塊，所述光電轉換器將接收到的光源原始掃描信號與傳感器輸出的光信號轉換為電信號并輸入到數據采集卡中；所述數據采集卡將從光電轉換器獲取的光譜數據電信號輸入計算機中；所述計算機利用光源的原始掃描光源信號對傳感器輸出的光譜信號進行光源慢漂自補償后提取傳感器輸出光譜中的信息，并將該信息代入交叉靈敏解調矩陣，獲得傳感器所處位置的溫度、鹽度、深度參數。
[0011]其中，光源慢漂自補償是針對光源的輸出光譜會隨著時間向長波長或短波長方向移動產生誤差的特點，通過自補償算法將光源輸出光譜移動產生的誤差消除。
[0012]其中，多參量交叉靈敏解調矩陣算法是針對具有多參量交叉敏感特性傳感器的一種解調算法，能夠將交叉敏感的多參量解調分別得到每個參量的參數。
[0013]優選的，所述可調諧波長掃描光源主要由寬帶光源與可調諧F
?
P腔構成。
[0014]優選的，所述1：2分光器按照50％：50％的比例將輸入光分成兩路相同的光。
[0015]優選的，所述SAGNAC環由一根單模光纖彎曲對折形成。
[0016]與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：該三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統：
[0017]1.本專利技術所設計的投棄式光纖溫鹽深傳感器中經過PDMS局部封裝的OMCSL具有較高的溫度靈敏度和壓力靈敏度，并且能夠響應鹽度的變化。
[0018]2.本專利技術體型小巧，操作簡單，成本低，人力消耗極小，技術門檻低，只需將三參量
協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器及傳感系統CTD探頭下放到水體中后，通過可調諧光源、信號解調模塊的工作可以取得探頭所在位置的溫度、鹽度、深度環境參數。
[0019]3.本系統中的傳感器在受到所設計探頭的保護后能夠在淺海隔絕泥沙、浮游生物、深海中的高壓惡劣環境下正常工作。
[0020]4.本專利技術可通過調整OMCSL腰區局部封裝的封裝材料、封裝結構實現傳感器不同的溫度、壓力、鹽度的傳感性能。
附圖說明
[0021]圖1為本專利技術OMCS本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感器，包括：OMCSL和保護殼，其特征在于：所述OMCSL封裝在保護殼的內部，所述OMCSL包括輸入端口、輸出端口、腰區、錐形過渡區和SAGNAC環，所述SAGNAC環的兩端固接有錐形過渡區，所述錐形過渡區的中部設置有腰區，且錐形過渡區的兩端分別設置有輸入端口和輸出端口；所述保護殼包括方槽模具、保護殼主體、保護殼蓋子、SAGNAC環保護倉、SAGNAC環保護倉蓋子、第一孔洞、第二孔洞和方形濾網，所述方槽模具通過緊固件固定于保護殼主體上，所述SAGNAC環穿過孔洞放置在SAGNAC環保護倉中，所述保護殼蓋子上設置有方形濾網，所述保護殼主體的頭部設置有SAGNAC環保護倉，所述SAGNAC環保護倉上配合套接有SAGNAC環保護倉蓋子，所述輸入端口和輸出端口穿過第二孔洞并延伸至外部。2.一種三參量協調敏感型全光纖投棄式溫鹽深傳感系統，包括可調諧波長掃描光源、基于OMCSL的投棄式半封裝溫鹽深...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳裕仁，張書茂，
申請(專利權)人：湖南萬維智感科技有限公司，
類型：發明
國別省市：