專利名稱：一種光纖光柵在線備份裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光纖傳感技術，特別涉及一種光纖光柵在線備份裝置。
背景技術：
光纖光柵傳感器作為一種新型的傳感器，其應用領域非常的廣泛。這種傳感器可以用來測量包括應變、應力、溫度、振動、位移、加速度、電流、電壓、磁場、頻率以及濃度在內(nèi)的多個物理量。FBG傳感器最大的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)多點測量，獲取相關的物理量以達到報警以及故障診斷的目的。自20世紀七十年代以來，因其體積小、靈敏度高、不受電磁干擾、可靠性高、成本低、易于集成和埋伏測量等優(yōu)點，被廣泛應用于石油、電力、交通、橋梁等領域，其產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被國內(nèi)外公認為最具有發(fā)展前途的高新技術產(chǎn)業(yè)之一。但隨著應用領域逐漸擴大，該產(chǎn)業(yè)市場也在逐步擴大，相應的這種傳感器在應用·過程中出現(xiàn)的問題也越來越多。一旦檢測運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導致的后果將無法想象。為此，用戶對整個系統(tǒng)的可靠性，可持續(xù)運行能力的要求也越來越高。對于安全性的關注目前還很少，而出現(xiàn)問題時如何應對方面大家還處于茫然狀態(tài)。一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，一般的處理辦法是暫停檢測，然后排除故障后再重新測量。但這種方式存在檢測時間盲點，而且排除故障后，排除故障的時間內(nèi)數(shù)據(jù)丟失無法找回。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種新的光纖光柵在線備份裝置。本實用新型的光纖光柵在線備份系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時智能切換，以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的不中斷采集，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了達到上述實用新型目的，本實用新型專利提供的技術方案如下—種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，該在線備份裝置包括有上位機、光纖光柵信號處理器主機、光纖光柵信號處理器備機、熱備切換模塊和傳感器模塊，所述的傳感器模塊通過傳輸光纜連接熱備切換模塊，該熱備切換模塊通過光纜分別連接光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機，光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機分別連接上位機以傳輸解調(diào)信號，所述的上位機連接并控制所述的熱備切換模塊。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述的傳感器模塊探測光纖光柵的通道為N個，其中N彡2。在每個通道中的光纖光柵傳感器的數(shù)目不限，且至少為一個。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述的熱備切換模塊中包括有光開關控制電路和相連接的光開關陣列，所述上位機的數(shù)據(jù)接口通過控制電纜連接該光開光控制電路，所述光開關陣列中法蘭接口的個數(shù)為N+2N，光開關陣列中的N路法蘭接口連接傳感器模塊中的N路光纖光柵串，光開關陣列中2N路法蘭接口中的N路連接光纖光柵信號處理器主機，另外N路法蘭接口連接光纖光柵信號處理器備機。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述光開關陣列為實現(xiàn)光雙向傳輸?shù)碾p向光開關組成的陣列。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述的雙向光開關或者為機械式光開關、或者為MEMS光開關、或者為磁光開關。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述的光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機具有相同組成結構。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述上位機與光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機之間的數(shù)據(jù)通訊接口或為網(wǎng)口、或為并口、或為串口、或為RS232/485 接口。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，所述上位機與熱備切換模塊之間的數(shù) 據(jù)通訊接口或為并口、或為串口、或為開關量接口?；谏鲜黾夹g方案，本實用新型的光纖光柵在線備份裝置在解決檢測系統(tǒng)出現(xiàn)故障時具有如下技術優(yōu)點本實用新型提出了在雙機熱備環(huán)境下采用一個機器工作一個機器備用的故障解決方案，雙機模式主要是提高系統(tǒng)的可持續(xù)運行能力，當主機發(fā)生故障時，由上位機自動控制并切換到備機工作，切換時間極短，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不中斷采集。另外，主機采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸接口上傳到上位機，由上位機對數(shù)據(jù)進行保存、分析計算、顯示和報警，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份。

圖I是本實用新型光纖光柵在線備份裝置的結構組成示意圖。圖2是本實用新型光纖光柵在線備份裝置中光開關陣列的結構示意圖。
具體實施方式
下面我們結合附圖及實施例圖來對本實用新型光纖光柵在線備份裝置做進一步詳細闡述，以求更為清楚明了地理解本實用新型的結構組成以及工作過程，但不能以此來限制本實用新型的保護范圍。請看圖1，圖I是本實用新型光纖光柵在線備份裝置的結構組成示意圖。由圖可知，本實用新型的光纖光柵在線備份裝置在結構上主要包括有上位機I、光纖光柵信號處理器主機2、光纖光柵信號處理器備機3、熱備切換模塊4和傳感器模塊5。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，傳感器模塊5通過傳輸光纜連接熱備切換模塊4，該熱備切換模塊4通過光纜分別連接光纖光柵信號處理器主機2和光纖光柵信號處理器備機3,光纖光柵信號處理器主機2和光纖光柵信號處理器備機3分別連接上位機I以傳輸解調(diào)信號，上位機I連接并控制熱備切換模塊4。傳感器模塊5是基于光纖光柵的傳感器，主要用于獲取被測物體的溫度、應變、壓力、位移、加速度等物理量。上述各種不同因素導致傳感器周圍環(huán)境條件發(fā)生變化時，光纖光柵反射譜的波長、相位、偏振態(tài)及強度等將發(fā)生變化，光纖光柵信號處理器檢測到上述變化并向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，以達到檢測目的。本實用新型中的上位機是一臺計算機，其通過一種10M/100M的網(wǎng)絡接口利用網(wǎng)絡線分別連接至光纖光柵信號處理器主機2和光纖光柵信號處理器備機3。位于光纖光柵信號處理器主機2和光纖光柵信號處理器備機3內(nèi)的光纖光柵信號處理器檢測到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡接口上傳到上位機I中，上位機I接收數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行保存、分析計算和顯示,如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常則通過連接的報警裝置進行報警。這里的數(shù)據(jù)異常是指監(jiān)測到的數(shù)據(jù)超出預先設定的報警值。上位機I與光纖光柵信號處理器主機2以及光纖光柵信號處理器備機3通過網(wǎng)絡接口連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和接收。上述上位機與光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機之間的數(shù)據(jù)通訊接口或為網(wǎng)口、或為并口、或為串口、或為RS232/485接口。熱備切換模塊4則通過傳輸光纜與傳感器模塊5相連，傳感器模塊5則是由能檢測各種不同物理量的傳感器組成，各個傳感器之間亦即通過傳輸光纜連接。傳感器模塊5將檢測到的光信號經(jīng)過熱備切換模塊4反射至光纖光柵信號處理器主機2或光纖光柵信號處理器備機3，由其中的光纖光柵信號處理器解調(diào)出不同的物理信息。在本實用新型中的傳感器模塊探測光纖光柵的通道為N個，其中N >2，可以實現(xiàn)不同物理量的同時檢測，每通道上的傳感器數(shù)目M彡I。熱備切換模塊4由上位機I控制，采用光開關陣列實現(xiàn)對光纖光柵信號處理主、備機的快速切換，本實用新型上位機通過I/O 口或者繼電器卡等來實現(xiàn)對光開關的切換，采用光開關進行切換的原因在于光開關的切換時間比較短，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不間斷檢測。上位機I與熱備切換模塊4的數(shù)據(jù)通訊接口或為并口、或為串口、或為開關量接口。上述熱備切換模塊結構上包括有光開關控制電路和相連接的光開關陣列。其中，上位機I的數(shù)據(jù)接口通過控制電纜連接該光開光控制電路。熱備切換模塊中設有N+2N路法蘭接口，如圖2所示。其中，光開關陣列中的N路法蘭接口連接傳感器模塊中的N路光纖光柵通道。光開關陣列中的2N路法蘭接口分別出連接光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機。傳感器模塊5可以通過熱備切換模塊4連接光纖光柵信號處理器主機2以傳輸監(jiān)測信號，還可以通過熱備切換模塊4連接光纖光柵信號處理器備機3以傳輸監(jiān)測信號，二者傳輸只有一路工作，另一路作為備用。在本實用新型的光纖光柵在線備份裝置中，光開關陣列為實現(xiàn)光雙向傳輸?shù)碾p向光開關組成的陣列。其光傳輸方向如下由主機或者備機發(fā)出光，經(jīng)過熱備切換模塊傳輸至傳感器模塊，傳感器將探測到的光信號經(jīng)過切換模塊反射到主機或備機，由主機或者備機解調(diào)出相應的特征波長值、相位值等。上述的雙向光開關或者為機械式光開關、或者為MEMS光開關、或者為磁光開關。本實用新型中的光纖光柵信號處理器主機2用于對傳感器模塊5的信號進行檢測，實現(xiàn)對光信號的解調(diào)，并通過數(shù)據(jù)接口向上位機I上傳檢測到的數(shù)據(jù)。而光纖光柵信號處理器備機3則處于上電熱備狀態(tài)，正常情況下是沒有檢測到傳感信息的，只有當上位機切換要求備用機工作時才有檢測傳感信息，且通過數(shù)據(jù)接口與上位機連接并向其發(fā)送數(shù)據(jù)。在本實用新型中，上位機是整個系統(tǒng)的監(jiān)控中心，完成對所有下位機的控制選擇，監(jiān)測點的傳感量顯示，傳感參數(shù)的設置，預報警的輸出和光開關的切換功能。在上位機軟件中設置有數(shù)據(jù)接收和存儲模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報警輸出模塊和光開關切換控制模塊，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和顯示，分析計算，預報警判斷，輸出相應的報警信息等。本實用新型的光纖光柵在線備份裝置可以實現(xiàn)多個通道的同步采集，具有容量大、分辨率高、重復性好、采集速度快、可靠性高、處理能力強大、連接測點多和兼容性強 的優(yōu)點，可廣泛應用于石化、電力、交通、橋梁等行業(yè)的物理量的檢測。
權利要求1.一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，該在線備份裝置包括有上位機、光纖光柵信號處理器主機、光纖光柵信號處理器備機、熱備切換模塊和傳感器模塊，所述的傳感器模塊通過傳輸光纜連接熱備切換模塊，該熱備切換模塊通過光纜分別連接光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機，光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機分別連接上位機以傳輸解調(diào)信號，所述的上位機連接并控制所述的熱備切換模塊。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，所述的傳感器模塊探測光纖光柵的通道為N個，其中N > 2。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，每個所述的通道內(nèi)光纖光柵傳感器至少為一個。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，所述的熱備切換模塊中包括有光開關控制電路和相連接的光開關陣列，所述上位機的數(shù)據(jù)接口通過控制電纜連接該光開光控制電路，所述光開關陣列中法蘭接口的個數(shù)為N+2N，光開關陣列中的N路法蘭接口連接傳感器模塊中的N路光纖光柵串，光開關陣列中2N路法蘭接口中的N路連接光纖光柵信號處理器主機，另外N路法蘭接口連接光纖光柵信號處理器備機。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，所述光開關陣列為實現(xiàn)光雙向傳輸?shù)碾p向光開關組成的陣列。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種光纖光柵在線備份裝置,其特征在于,所述的雙向光開關或者為機械式光開關、或者為MEMS光開關、或者為磁光開關。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，所述的光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機具有相同組成結構。
8.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，所述上位機與光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機之間的數(shù)據(jù)通訊接口或為網(wǎng)口、或為并口、或為串口、或為RS232/485接口。
9.根據(jù)權利要求I所述的一種光纖光柵在線備份裝置，其特征在于，所述上位機與熱備切換模塊之間的數(shù)據(jù)通訊接口或為并口、或為串口、或為開關量接口。
專利摘要本實用新型涉及一種光纖光柵在線備份裝置，該在線備份裝置包括有上位機、光纖光柵信號處理器主機、光纖光柵信號處理器備機、熱備切換模塊和傳感器模塊，所述的傳感器模塊通過傳輸光纜連接熱備切換模塊，該熱備切換模塊通過光纜分別連接光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機，光纖光柵信號處理器主機和光纖光柵信號處理器備機分別連接上位機以傳輸解調(diào)信號，所述的上位機連接并控制所述的熱備切換模塊。本實用新型的光纖光柵在線備份裝置采用兩套系統(tǒng)熱機備份且可以實現(xiàn)自動智能切換，是一種使用方便、可靠性高的實現(xiàn)方法。
文檔編號G01D5/353GK202494458SQ201220066438
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權日2012年2月28日
發(fā)明者劉廣賀, 劉琴, 曹進, 朱衛(wèi)江, 李健威, 肖愷, 趙浩, 黎載紅 申請人:上海波匯通信科技有限公司, 上海紫珊光電技術有限公司, 平湖波匯通信科技有限公司