光纤传感器系统及光纤传感器的寻址方法与流程

1.本技术涉及光传感领域，特别涉及一种光纤传感器系统及光纤传感器的寻址方法。


背景技术：

2.功率调制型光纤传感器是利用外界因素引起光功率的变化来探测外界物理量及其变化量的传感器。功率调制型光纤传感器的工作原理是，将激光器光源入射的光束经由光纤送入传感器，在传感器内对光信号进行调制处理，使光信号的功率发生变化，成为被调制功率的光信号，再经过光纤送入光电探测器及解调器后，获得被测参数。功率调制型光纤传感器的优点是原理简单、体积小、性能可靠、设计灵活、价格低廉，在要求低成本和高精度测量领域更具吸引力，已经广泛应用于测量位移、振动、压力、应变、角位移、温度等物理量。
3.现有技术中，通常每个功率调制型光纤传感器需要一个对应的激光器和光电探测器来对传感器提供原始光源信号和接收传感器调制后的光信号。传感器，激光器和光电探测器的数量相等且需一一对应，因此当传感器数量增加时，激光器和光电探测器的数量需要同时增加。然而，激光器和光电探测器的成本较为昂贵，这使得功率调制型光纤传感器难以实现大规模应用。
4.此外，由于无法对传感器准确寻址，因此难以使用将功率调制型光纤传感器串联的方法来减少激光器和光电探测器的使用数量。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种光纤传感器系统及光纤传感器的寻址方法，有效减少了光收发模块的数量，极大地降低了光传感系统的成本。
6.一方面，本技术提供了一种光纤传感器系统，包括光纤传感器阵列及多个光收发模块；其中，光纤传感器阵列包括多个光纤传感器，多个光纤传感器之间通过光纤连接，每个光纤传感器上均设有第一入射光纤、第一出射光纤、第二入射光纤及第二出射光纤；多个光收发模块与多个光纤传感器连接，光收发模块的数目等于光纤传感器阵列中光纤传感器的行数及列数之和；每列光纤传感器通过第一入射光纤及第一出射光纤连接至同一光收发模块上，各列光纤传感器与不同的光收发模块连接；每行光纤传感器通过第二入射光纤及第二出射光纤连接至同一光收发模块上，各行光纤传感器分别与不同的光收发模块连接。
7.在一实施例中，光纤传感器阵列包括至少三行光纤传感器，光纤传感器阵列包括至少两列光纤传感器。
8.在一实施例中，光纤传感器阵列包括至少三列光纤传感器，光纤传感器阵列包括至少两行光纤传感器。
9.在一实施例中，在每列光纤传感器中，第一个光纤传感器的第一入射光纤与光收发模块连接，最后一个光纤传感器的第一出射光纤与光收发模块连接，相邻两个光纤传感器通过第一入射光纤及第一出射光纤连接；在每行光纤传感器中，第一个光纤传感器的第
二出射光纤与光收发模块连接，最后一个光纤传感器的第二入射光纤与光收发模块连接，相邻两个光纤传感器通过第二入射光纤及第二出射光纤连接。
10.在一实施例中，光收发模块包括发光单元、控制单元、光电探测单元及转换单元；其中，发光单元用于向光纤传感器发射光信号；控制单元与发光单元连接，用于控制发光单元的发光功率；光电探测单元用于接收光纤传感器发送的光信号，并将光信号转换为电信号；转换单元与光电探测单元连接，用于接收光电探测单元发送的电信号，并对电信号进行信号处理；在每列光纤传感器中，第一个光纤传感器的第一入射光纤与光收发模块的发光单元连接，最后一个光纤传感器的第一出射光纤与光收发模块的光电探测单元连接；在每行光纤传感器中，最后一个光纤传感器的第二入射光纤与光收发模块的发光单元连接，第一个光纤传感器的第二出射光纤与收发模块的光电探测单元连接。
11.在一实施例中，光纤传感器为功率调制型光纤传感器，光纤传感器包括硅基外壳、第一光纤准直器及第二光纤准直器；其中，硅基外壳具有相对设置的第一表面及第二表面；第一光纤准直器设于第一表面上，第一光纤准直器具有第一端面及第二端面，第二端面位于硅基外壳内部，第一入射光纤及第一出射光纤设于第一端面上，第一聚焦透镜设于第二端面上；第二光纤准直器设于第二表面上，第二光纤准直器具有第三端面及第四端面，第四端面位于硅基外壳内部，第二入射光纤及第二出射光纤设于第三端面上，第二聚焦透镜设于第四端面上。
12.在一实施例中，光纤传感器还包括硅基质量块、第一平面镜及第二平面镜；其中，硅基质量块设于硅基外壳内，硅基质量块通过弹簧固定在硅基外壳内部，硅基质量块具有相对设置的第三表面及第四表面；第一平面镜设于第三表面上；第二平面镜设于第四表面上；其中，第一平面镜与第一聚焦透镜具有第一距离，第二平面与第二聚焦透镜具有第二距离。
13.在一实施例中，第一距离与第二距离相等。
14.在一实施例中，光纤传感器系统还包括供电设备、数据采集设备及上位机；其中，供电设备与多个光收发模块连接，用于为光收发模块提供电源；数据采集设备与多个光收发模块连接；上位机与数据采集设备连接。
15.另一方面，本技术还提供了一种光纤传感器的寻址方法，光纤传感器的寻址方法应用于上述的光纤传感器系统中，光纤传感器的寻址方法包括：
16.通过目标光纤传感器接收第一光收发模块发射的第一光信号，及接收第二光收发模块发射的第二光信号，并由目标光纤传感器根据待测物理量对第一光信号及第二光信号进行调制处理；其中，第一光收发模块为目标光纤传感器所在行连接的光收发模块，第二光收发模块为目标光纤传感器所在列连接的光收发模块；
17.调制结束后通过目标光纤传感器将经过调制处理的第一光信号发送至第一光收发模块，并将经过调制处理的第二光信号发送至第二光收发模块；
18.通过第一光收发模块将第一光信号转换为第一电信号，并通过第二光收发模块将第二光信号转换为第二电信号；
19.通过上位机接收第一电信号及第二电信号，使得根据第一电信号及第二电信号确定目标光纤传感器的位置信息。
20.本技术方案中提供一种光纤传感器系统及光纤传感器的寻址方法，光纤传感器系
统中包括光纤传感器阵列及多个光收发模块；光纤传感器阵列包括多个光纤传感器，且每个光纤传感器上均设有第一入射光纤、第一出射光纤、第二入射光纤及第二出射光纤；在光纤传感器阵列中，每列光纤传感器通过第一入射光纤及第一出射光纤连接至同一光收发模块上，每行光纤传感器通过第二入射光纤及第二出射光纤连接至同一光收发模块上；光纤传感器系统工作过程中，可以根据光收发模块的功率变化情况对光纤传感器进行寻址操作；本技术中通过串联光纤传感器，有效减少了光收发模块的数量，极大地降低了光传感系统的成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
22.图1为本技术一实施例提供的光纤传感器系统的示意图；
23.图2为本技术一实施例提供的光纤传感器的示意图；
24.图3为本技术一实施例提供的光收发模块的示意图；
25.图4为本技术一实施例提供的光收发模块的接线示意图；
26.图5为本技术一实施例提供的光收发模块的接线示意图；
27.图6为本技术一实施例提供的光纤传感器系统的示意图；
28.图7为本技术一实施例提供的光纤传感器的结构示意图；
29.图8为本技术一实施例提供的光纤传感器的寻址方法的流程示意图。
30.附图标记：
31.10-光收发模块；11-外壳；12-发光单元；13-控制单元；14-光电探测单元；15-转换单元；30-光纤传感器阵列；50-光纤传感器；51-硅基外壳；511-第一表面；512-第二表面；52-第一光纤准直器；521-第一端面；522-第二端面；523-第一聚焦透镜；53-第二光纤准直器；531-第三端面；532-第四端面；533-第二聚焦透镜；54-第一入射光纤；55-第一出射光纤；56-第二入射光纤；57-第二出射光纤；58-硅基质量块；581-第三表面；582-第四表面；583-第一平面镜；584-第二平面镜；585-弹簧；60-供电设备；70-数据采集设备；80-上位机；100-光纤传感器系统。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
33.相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.请参照图1，其为本技术一实施例提供的光纤传感器系统的示意图。请参照图2，其为本技术一实施例提供的光纤传感器的示意图。如图1所示，光纤传感器系统100包括多个光收发模块10及光纤传感器阵列30，光纤传感器阵列30与多个光收发模块10连接。光纤传感器系统100可以用于测量振动信号、压力信号及温度信号等。
35.光纤传感器阵列30包括多个光纤传感器50，多个光纤传感器50之间通过光纤连接。如图1所示，光纤传感器阵列30总共可以包括b
×
a个光纤传感器50，即光纤传感器阵列
30包括b行光纤传感器50及a列光纤传感器。举例来说，如图1所示，当b＝5，a＝4时，光纤传感器阵列30总共包括20个光纤传感器50，即此时光纤传感器阵列30包括5行光纤传感器50及4列光纤传感器50。
36.为便于描述，图1中示意出光纤传感器阵列30中的每个光纤传感器50的标号信息。举例来说，p
(1,1)
代表光纤传感器阵列30中位于第1行第1列的光纤传感器。
37.在一实施例中，光纤传感器阵列30包括至少三行光纤传感器50，光纤传感器阵列30包括至少两列光纤传感器50。
38.在另一实施例中，光纤传感器阵列30包括至少三列光纤传感器50，光纤传感器阵列30包括至少两行光纤传感器50。
39.如图1所示，多个光收发模块10与多个光纤传感器50连接。如图2所示，每个光纤传感器50上均设有第一入射光纤54、第一出射光纤55、第二入射光纤56及第二出射光纤57。每列光纤传感器50通过第一入射光纤54及第一出射光纤55连接至同一个光收发模块10上，且各列光纤传感器50均与不同的光收发模块10连接。每行光纤传感器50通过第二入射光纤56及所述第二出射光纤57连接至同一光收发模块10上，各行光纤传感器50分别与不同的光收发模块10连接。光收发模块10的数目等于光纤传感器阵列30中光纤传感器50的行数及列数之和。此时，每个光收发模块10均为其所在行或所在列的所有光纤传感器50提供的光信号，同时，接收其所在行或所在列的所有光纤传感器50返回的经过调制处理的光信号。
40.为便于描述，图1中示意出每个光收发模块10的标号信息。举例来说，x1代表第1列光纤传感器50所连接的光收发模块，y1代表第1行光纤传感器50所连接的光收发模块10。
41.举例来说，如图1所示，当b＝5，a＝4时，第3列光纤传感器中的各个光纤传感器50，均通过第一入射光纤54及第一出射光纤55连接至同一个光收发模块x3上，且第1列光纤传感器50、第2列光纤传感器50、第3列光纤传感器50及第4列光纤传感器50均与不同的光收发模块10连接；第2行光纤传感器中的各个光纤传感器50，均通过第二入射光纤56及第二出射光纤57连接至同一个光收发模块y2上，且第1行光纤传感器、第1行光纤传感器、第2行光纤传感器、第3行光纤传感器、第4行光纤传感器及第5行光纤传感器均与不同的光收发模块10连接。此时，光收发模块10数目等于9。
42.下面举例说明光纤传感器系统100的作业流程，当光纤传感器p
(2,3)
进行物理量测量时，光纤传感器p
(2,3)
同时接收光收发模块x3发射的第一光信号，及光收发模块y2发射的第二光信号。当接收到光信号后，光纤传感器p
(2,3)
根据待测物理量的测量情况分别对第一光信号及第二光信号进行调制处理。调制处理后光纤传感器p
(2,3)
将经过调制处理的第一光信号发送至光收发模块x3，及将经过调制处理的第二光信号发送至光收发模块y2，使得光收发模块x3及光收发模块y2所接收到的光信号特征参数发生变化，最终根据光信号特征参数变化情况确定光纤传感器p
(2,3)
的位置信息，从而实现对光纤传感器p
(2,3)
的寻址操作。
43.通过上述措施，本技术中的光纤传感器系统100可以实现对光纤传感器50进行寻址操作，使得可以通过串联光纤传感器50，实现多个光纤传感器50共用一个光收发模块10，从而有效减少了光收发模块10的数量，极大地降低了光传感系统100的成本，有利于推动光纤传感器50的大规模应用。
44.在一实施例中，如图1所示，在每列光纤传感器50中，第一个光纤传感器50的第一入射光纤54与光收发模块10连接，最后一个光纤传感器的第一出射光纤55与光收发模块10
连接，相邻两个光纤传感器50通过第一入射光纤54及第一出射光纤55连接；在每行光纤传感器50中，第一个光纤传感器50的第二出射光纤57与光收发模块10连接，最后一个光纤传感器的第二入射光纤56与光收发模块10连接，相邻两个光纤传感器50通过第二入射光纤56及第二出射光纤57连接。
45.举例来说，如图1所示，当b＝5，a＝4时，在第1列光纤传感器50中，光纤传感器p
(1,1)
的第一入射光纤54与光收发模块x1连接，光纤传感器p
(5,1)
的第一出射光纤55与光收发模块x1连接；光纤传感器p
(1,1)
的第一出射光纤55与光纤传感器p
(2,1)
的第一入射光纤54连接，光纤传感器p
(2,1)
的第一出射光纤55与光纤传感器p
(3,1)
的第一入射光纤54连接，以此类推；在第2行光纤传感器50中，光纤传感器p
(2,1)
的第二出射光纤57与光收发模块y2连接，光纤传感器p
(2,4)
的第二入射光纤56与光收发模块y2连接；光纤传感器p
(2,4)
的第二出射光纤57与光纤传感器p
(2,3)
的第二入射光纤56连接，光纤传感器p
(2,3)
的第二出射光纤57与光纤传感器p
(2,2)
的第二入射光纤56连接，以此类推。
46.通过上述措施，当光传感器系统中有b
×
a个光纤传感器50时，将光收发模块由b
×
a个减少到了b a个，极大地减少了光收发模块10的数量，降低了光传感器系统的成本。
47.请参照图3，其为本技术一实施例提供的光收发模块的示意图。如图3所示，光收发模块10包括外壳11、发光单元12、控制单元13、光电探测单元14及转换单元15。其中，发光单元12、控制单元13、光电探测单元14及转换单元15均设于外壳11内；发光单元12用于向光纤传感器50发射光信号；控制单元13与发光单元12连接，控制单元13用于控制发光单元12的发光功率；光电探测单元14用于接收光纤传感器50发送的光信号，并将光信号转换为电信号；转换单元15与光电探测单元14连接，用于接收光电探测单元14发送的电信号，并对电信号进行信号处理。
48.在一实施例中，发光单元12为激光器或led等，光电探测单元14为光电探测器。
49.在一实施例中，为便于灵活增减光纤传感器系统100中光纤传感器50的数量，光收发模块10为一个模块化的整体。
50.在另一实施例中，当光纤传感器系统100中光纤传感器50的数量固定时，多个光收发模块10中的各组成部分可以焊接在同一块电路板上。
51.在一实施例中，光收发模块10可以用光功率计或光谱仪等其它可以测试光功率的设备代替。
52.请参照图4，其为本技术一实施例提供的光收发模块的接线示意图。如图4所示，在每列光纤传感器50中，第一个光纤传感器50的第一入射光纤54与光收发模块的发光单元12连接，最后一个光纤传感器50的第一出射光纤55与光收发模块的光电探测单元14连接。举例来说，如图1所示，当b＝5，a＝4时，在第1列光纤传感器50中，光纤传感器p
(1,1)
的第一入射光纤54与光收发模块x1的发光单元12连接，光纤传感器p
(5,1)
的第一出射光纤55与光收发模块x1的光电探测单元14连接。
53.此时，发光单元12用于通过第一入射光纤54，向光收发模块10所在列的各个光纤传感器50发射光信号；光电探测单元14用于通过第一出射光纤55，接收光收发模块10所在列的各个光纤传感器50发送的经过调制处理的光信号，以便于光纤传感器50对待测物理量进行测量。举例来说，如图1所示，光收发模块x3中的发光单元12用于通过第一入射光纤54，向第3列光纤传感器中的各光纤传感器50发射光信号；光收发模块x3中的光电探测单元14
用于通过第一出射光纤55，接收第3列光纤传感器中的各光纤传感器50发送的经过调制处理的光信号。
54.请参照图5，其为本技术一实施例提供的光收发模块的接线示意图。如图5所示，在每行光纤传感器50中，最后一个光纤传感器50的第二入射光纤56与光收发模块的发光单元12连接，第一个光纤传感器50的第二出射光纤57与光收发模块的光电探测单元14连接。举例来说，如图1所示，当b＝5，a＝4时，在第2行光纤传感器50中，光纤传感器p
(2,4)
的第二入射光纤56与光收发模块y2的发光单元12连接，光纤传感器p
(2,1)
的第二出射光纤57与光收发模块y2的光电探测单元14连接。
55.此时，发光单元12用于通过第二入射光纤56，向光收发模块10所在行的各个光纤传感器50发射光信号；光电探测单元14用于通过第二出射光纤57，接收光收发模块10所在行的各个光纤传感器50发送的经过调制处理的光信号，以便于光纤传感器50对待测物理量进行测量。举例来说，如图1所示，光收发模块y3中的发光单元12用于通过第二入射光纤56，向第3行光纤传感器中的各光纤传感器50发射光信号；光收发模块y3中的光电探测单元14用于通过第二出射光纤57，接收第3行光纤传感器中的各光纤传感器50发送的经过调制处理的光信号。
56.请参照图6，其为本技术一实施例提供的光纤传感器系统的示意图。如图6所示，光纤传感器系统100还包括供电设备60、数据采集设备70及上位机80。其中，供电设备60与多个光收发模块10连接，用于为光收发模块10提供电源；数据采集设备70与多个光收发模块10连接；上位机80与数据采集设备70连接。
57.如图6所示，光纤传感器阵列30所连接的所有光收发模块10均与供电设备60及数据采集设备70连接。举例来说，如图1所示，当b＝5，a＝4时，光收发模块x1、光收发模块x2、光收发模块x3、光收发模块x4、光收发模块y1、光收发模块y2、光收发模块y3、光收发模块y4及光收发模块y5均与供电设备60及数据采集设备70连接。
58.在一实施例中，供电设备60与光收发模块中的控制单元13及转换单元15连接，以实现为光收发模块10提供电源；数据采集设备70与光收发模块中的转换单元15连接。
59.下面举例说明光纤传感器系统100的工作流程，当光纤传感器p
(2,3)
进行物理量测量时，光收发模块x3的发光单元12在控制单元13的作用下发出功率恒定的第一光信号，光收发模块y2的发光单元12在控制单元13的作用下发出功率恒定的第二光信号。光纤传感器p
(2,3)
同时对所接收到的第一光信号及第二光信号进行调制处理，并将调制处理后的第一光信号发送至光收发模块x3的光电探测单元14中，将调制处理后的第二光信号发送至光收发模块y2的光电探测单元14中。由光电探测单元14将第一光信号转换为第一电信号，及将第二光信号转换为第二电信号。其中，第一电信号及第二电信号均为电流信号。
60.转换成功后光电探测单元14将第一电信号及第二电信号发送至转换单元15，由转换单元15将第一电信号及第二电信号转换为第一电压信号及第二电压信号，转换成功后将第一电压信号及第二电压信号发送至数据采集设备70，由数据采集设备70将第一电压信号及第二电压信号发送至上位机80。上位机80接收到第一电压信号及第二电压信号后，对第一电压信号及第二电压信号进行显示。则此时根据第一电压信号及第二电压信号，可以确定光传感中进行解调操作的光收发模块x3及光收发模块y2的标号信息。进一步的，可以根据上述光收发模块x3及光收发模块y2的标号信息，确定进行物理量测量的光纤传感器p
(2,3)
的
位置信息。
61.请参照图7，其为本技术一实施例提供的光纤传感器的结构示意图。如图7所示，光纤传感器50为功率调制型光纤传感器，光纤传感器50包括硅基外壳51、第一光纤准直器52、第二光纤准直器53、第一聚焦透镜523及第二聚焦透镜533。此时，光纤传感器系统100用于测量振动信号。
62.硅基外壳51具有相对设置的第一表面511及第二表面512；第一光纤准直器52设于第一表面511上，第一光纤准直器52具有第一端面521及第二端面522，第二端面522位于硅基外壳51内部，第一入射光纤54及第一出射光纤55设于第一端面521上，第一聚焦透镜523设于第二端面522上；第二光纤准直器53设于第二表面512上，第二光纤准直器53具有第三端面531及第四端面532，第四端面532位于硅基外壳51内部，第二入射光纤56及第二出射光纤57设于第三端面531上，第二聚焦透镜533设于第四端面532上。
63.光纤传感器50还包括硅基质量块58、第一平面镜583及第二平面镜584。硅基质量块58设于硅基外壳51内，硅基质量块58通过弹簧585固定在硅基外壳51内部，具体的，弹簧585一端连接硅基质量块，弹簧585的另一端固定在硅基外壳51的内壁上；硅基质量块58具有相对设置的第三表面581及第四表面582；第一平面镜583设于第三表面581上，第二平面镜584设于第四表面582上。其中，第一平面镜583与第一聚焦透镜523具有第一距离，第二平面镜584与第二聚焦透镜533具有第二距离。
64.具体的，硅基外壳51及硅基质量块58均为硅材质，弹簧585为弹簧梁结构，弹簧585通过硅微纳加工工艺制成。
65.在一实施例中，当光纤传感器50未处于工作状态时，第一距离与第二距离相等。
66.在另一实施例中，光纤传感器50可以由两个单进单出的光纤传感器组成。
67.下面以图1中的光纤传感器p
(2,3)
举例说明光纤传感器50的工作原理：
68.于一操作过程中，光纤传感器p
(2,3)
未进行物理量测量时，光收发模块x3发射的第一光信号经由光纤传感器p
(2,3)
的第一入射光纤54，进入光纤传感器p
(2,3)
中，并由第一光纤准直器52对第一光信号进行准直处理。准直处理后第一光信号汇聚在第一聚焦透镜523的焦点处，汇聚成功后当第一光信号照射在第一平面镜583上时，第一平面镜583将第一光信号经由第一光纤准直器52及第一出射光纤55反射至光收发模块x3中。
69.同时，光收发模块y2发射的第二光信号经由光纤传感器p
(2,3)
的第二入射光纤56，进入光纤传感器p
(2,3)
中，并由第二光纤准直器53对第二光信号进行准直处理。准直处理后第二光信号汇聚在第二聚焦透镜533的焦点处，汇聚成功后当第二光信号照射在第二平面镜584上时，第二平面镜584将第二光信号经由第二光纤准直器53及第二出射光纤57反射至光收发模块y2中。
70.于一操作过程中，光纤传感器p
(2,3)
进行物理量测量时，将光纤传感器阵列30固定在待测物体表面，当待测物体发生振动时，光纤传感器p
(2,3)
与待测物体一起振动。此时，硅基质量块58由于惯性保持静止，这使得硅基质量块58与第一聚焦透镜523及第二聚焦透镜533产生了相对位移，从而导致第一光信号偏离第一聚焦透镜523的焦点，及第二光信号偏离第二聚焦透镜533的焦点，最终使得光收发模块x3及光收发模块y2所接收到的第一光信号及第二光信号的光功率降低，从而实现对光信号功率的调制。其中，光功率变化的幅度和频率与被测物体振动的频率相关。
71.第一光信号及第二光信号的光功率降低后，使得上位机接收到的第一电压信号及第二电压信号的电压值发生变化。因此，测量人员基于第一电压信号及第二电压信号的变化情况，可以确定本次光传感中进行解调操作的光收发模块x3及光收发模块y2的标号信息。进一步的，基于光收发模块x3及光收发模块y2的标号信息，可以确定光纤传感器系统100中进行待测物理量测量的为光纤传感器p
(2,3)
。
72.通过上述措施，根据光收发模块所接收到的光信号的功率变化情况，实现对光纤传感器的寻址操作。
73.请参照图8，其为本技术一实施例提供的光纤传感器的寻址方法的流程示意图。光纤传感器的寻址方法应用于上述实施例中的光纤传感器系统100中，具体的，光纤传感器的寻址方法包括如下步骤s210-步骤s240。
74.步骤s210：通过目标光纤传感器接收第一光收发模块发射的第一光信号，及接收第二光收发模块发射的第二光信号，并由目标光纤传感器根据待测物理量对第一光信号及第二光信号进行调制处理；其中，第一光收发模块为目标光纤传感器所在行连接的光收发模块，第二光收发模块为目标光纤传感器所在列连接的光收发模块。
75.其中，目标光纤传感器为需要进行物理量测量的光纤传感器50。
76.步骤s220：调制结束后通过目标光纤传感器将经过调制处理的第一光信号发送至第一光收发模块，并将经过调制处理的第二光信号发送至第二光收发模块。
77.步骤s230：通过第一光收发模块将第一光信号转换为第一电信号，并通过第二光收发模块将第二光信号转换为第二电信号。
78.步骤s240：通过上位机接收第一电信号及第二电信号，使得根据第一电信号及第二电信号确定目标光纤传感器的位置信息。
79.上述方法的实现过程具体详见上述光纤传感器系统100对应实施例的讲解过程，在此不再赘述。
80.在本技术所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
81.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
82.功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计
算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

技术特征：
1.一种光纤传感器系统，其特征在于，包括：光纤传感器阵列，所述光纤传感器阵列包括多个光纤传感器，所述多个光纤传感器之间通过光纤连接，每个光纤传感器上均设有第一入射光纤、第一出射光纤、第二入射光纤及第二出射光纤；多个光收发模块，与所述多个光纤传感器连接，光收发模块的数目等于所述光纤传感器阵列中光纤传感器的行数及列数之和；其中，每列光纤传感器通过所述第一入射光纤及所述第一出射光纤连接至同一光收发模块上，各列光纤传感器与不同的光收发模块连接；每行光纤传感器通过所述第二入射光纤及所述第二出射光纤连接至同一光收发模块上，各行光纤传感器分别与不同的光收发模块连接。2.根据权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述光纤传感器阵列包括至少三行光纤传感器，所述光纤传感器阵列包括至少两列光纤传感器。3.根据权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述光纤传感器阵列包括至少三列光纤传感器，所述光纤传感器阵列包括至少两行光纤传感器。4.根据权利要求2或3所述的光纤传感器系统，其特征在于，在每列光纤传感器中，第一个光纤传感器的所述第一入射光纤与所述光收发模块连接，最后一个光纤传感器的所述第一出射光纤与所述光收发模块连接，相邻两个光纤传感器通过所述第一入射光纤及所述第一出射光纤连接；在每行光纤传感器中，第一个光纤传感器的所述第二出射光纤与所述光收发模块连接，最后一个光纤传感器的所述第二入射光纤与所述光收发模块连接，相邻两个光纤传感器通过所述第二入射光纤及所述第二出射光纤连接。5.根据权利要求4所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述光收发模块包括：发光单元，用于向所述光纤传感器发射光信号；控制单元，与所述发光单元连接，用于控制所述发光单元的发光功率；光电探测单元，用于接收所述光纤传感器发送的光信号，并将所述光信号转换为电信号；转换单元，与所述光电探测单元连接，用于接收所述光电探测单元发送的所述电信号，并对所述电信号进行信号处理；其中，在每列光纤传感器中，第一个光纤传感器的所述第一入射光纤与所述光收发模块的发光单元连接，最后一个光纤传感器的所述第一出射光纤与所述光收发模块的光电探测单元连接；在每行光纤传感器中，最后一个光纤传感器的所述第二入射光纤与所述光收发模块的发光单元连接，第一个光纤传感器的所述第二出射光纤与所述收发模块的光电探测单元连接。6.根据权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述光纤传感器为功率调制型光纤传感器，所述光纤传感器包括：硅基外壳，所述硅基外壳具有相对设置的第一表面及第二表面；第一光纤准直器，设于所述第一表面上，所述第一光纤准直器具有第一端面及第二端面，所述第二端面位于所述硅基外壳内部，所述第一入射光纤及所述第一出射光纤设于所
述第一端面上，第一聚焦透镜设于所述第二端面上；第二光纤准直器，设于所述第二表面上，所述第二光纤准直器具有第三端面及第四端面，所述第四端面位于所述硅基外壳内部，所述第二入射光纤及所述第二出射光纤设于所述第三端面上，第二聚焦透镜设于所述第四端面上。7.根据权利要求6所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述光纤传感器还包括：硅基质量块，设于所述硅基外壳内，所述硅基质量块通过弹簧固定在所述硅基外壳内部，所述硅基质量块具有相对设置的第三表面及第四表面；第一平面镜，设于所述第三表面上；第二平面镜，设于所述第四表面上；其中，所述第一平面镜与所述第一聚焦透镜具有第一距离，所述第二平面与所述第二聚焦透镜具有第二距离。8.根据权利要求7所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离相等。9.根据权利要求1所述的光纤传感器系统，其特征在于，所述光纤传感器系统还包括：供电设备，与所述多个光收发模块连接，用于为所述光收发模块提供电源；数据采集设备，与所述多个光收发模块连接；上位机，与所述数据采集设备连接。10.一种光纤传感器的寻址方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任意一项所述的光纤传感器系统中，所述光纤传感器的寻址方法包括：通过目标光纤传感器接收第一光收发模块发射的第一光信号，及接收第二光收发模块发射的第二光信号，并由所述目标光纤传感器根据待测物理量对第一光信号及第二光信号进行调制处理；其中，所述第一光收发模块为所述目标光纤传感器所在行连接的光收发模块，所述第二光收发模块为所述目标光纤传感器所在列连接的光收发模块；调制结束后通过所述目标光纤传感器将经过调制处理的第一光信号发送至所述第一光收发模块，并将经过调制处理的第二光信号发送至所述第二光收发模块；通过所述第一光收发模块将所述第一光信号转换为第一电信号，并通过所述第二光收发模块将所述第二光信号转换为第二电信号；通过上位机接收所述第一电信号及所述第二电信号，使得根据第一电信号及第二电信号确定所述目标光纤传感器的位置信息。

技术总结
本申请提供一种光纤传感器系统及光纤传感器的寻址方法，光纤传感器系统包括光纤传感器阵列及多个光收发模块；光纤传感器阵列包括多个光纤传感器，多个光纤传感器之间通过光纤连接，每个光纤传感器上均设有第一入射光纤、第一出射光纤、第二入射光纤及第二出射光纤；多个光收发模块与多个光纤传感器连接，光收发模块的数目等于光纤传感器阵列中光纤传感器的行数及列数之和；每列光纤传感器通过第一入射光纤及第一出射光纤连接至同一光收发模块上，各列光纤传感器与不同的光收发模块连接；每行光纤传感器通过第二入射光纤及第二出射光纤连接至同一光收发模块上，各行光纤传感器分别与不同的光收发模块连接。本方案极大地降低了光传感系统的成本。低了光传感系统的成本。低了光传感系统的成本。


技术研发人员：刘晓海 姜天昊
受保护的技术使用者：欧梯恩智能科技(苏州)有限公司
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2022/5/25