[发明专利]一种高精度动态光纤应变传感装置及其传感方法

摘要

本发明揭示了一种高精度动态光纤应变传感装置，装置的激光器经环形器连接耦合器，所述耦合器的其中一个分光口经传感光纤与该耦合器的另一个入射口相连，所述耦合器的另一个分光口连接参考光纤，所述参考光纤末端安装法拉第旋镜，所述环形器的返回端连接数据采集模块，所述数据采集模块与计算机相连，所述激光器和数据采集模块与同步触发模块连接。本发明高精度动态光纤应变传感装置结构简单，解调简单，受环境影响小，可以稳定的工作，具有很高的精度，并且可以动态的实现应变传感。

主权项

1.一种高精度动态光纤应变传感装置的传感方法，其特征在于：高精度动态光纤应变传感装置的激光器经环形器连接耦合器，所述耦合器的其中一个分光口经传感光纤与该耦合器的另一个入射口相连，所述耦合器的另一个分光口连接参考光纤，所述参考光纤末端安装法拉第旋镜，所述环形器的返回端连接数据采集模块，所述激光器和数据采集模块与同步触发模块连接；所述数据采集模块连接计算机；所述激光器为窄线宽波长可调稳频激光器；所述耦合器为2×2的3dB耦合器；所述传感光纤和参考光纤长度不相等；基于所述高精度动态光纤应变传感装置的传感方法：1)激光器输出扫频激光；2)激光器输出激光的同时，同步触发模块驱动数据采集模块采集环形器输出的每一个频率的激光产生的干涉信号；3)在一个扫频周期内采集到的干涉信号记为一组；4)通过对不同时刻的两组干涉信号做互相关运算，找出互相关系数最大时对应的频率差；5)获得传感光纤探测到的应变；激光器1的第i个扫频周期的扫频激光产生的干涉信号记为一组Ii(ν)；同步触发模块触发激光器输出第i+1个周期的扫频激光，光产生的干涉信号记为一组Ii+1(ν)；计算Ii(ν)和Ii+1(ν)的互相关系数：R(Δνi+1)＝corrcoef(Ii(v+Δνi+1),Ii+1(v))corrceof(*,*)表示互相关系数运算，Δνi+1＝‑v,‑v+1,...,v，找出R(Δνi+1)最大时对应的Δνi+1记为Δν'i+1，按下式计算探测的应变：其中Lε,i+1是第i+1次探测到的光纤形变，L是用于探测应变的传感光纤的长度，ΔL是传感光纤和参考光纤的长度差，v是激光器发出的激光的频率，ξ是光纤的应变光学校正系数。