[发明专利]一种基于弱反射光栅的振动测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种基于弱反射光栅的振动测量方法，其特征是，包括基于弱反射光栅的振动测量装置，所述测量装置包括顺序连接的窄线宽激光器、调制器、光环行器、光栅传感光纤及光电探测器、信号处理器，所述光环行器的第一端口①与调制器连接，第二端口②与光栅传感光纤连接，第三端口③经过光电探测器与信号处理器连接，所述方法步骤为1）产生脉冲光；2）光线进入光纤光栅；3）脉冲光的反射；4）信号转换和接收；5）信号处理。这种方法的优点是方法简单，容易实现，与传统弱光栅振动传感需要长时间扫描光谱相比，本系统不需要扫描光谱，能节省测量时间和扩大振动频率测量范围。

主权项

一种基于弱反射光栅的振动测量方法，其特征是，包括基于弱反射光栅的振动测量装置，所述测量装置包括顺序连接的窄线宽激光器、调制器、光环行器、光栅传感光纤及光电探测器、信号处理器，所述光环行器的第一端口①与调制器连接，第二端口②与光栅传感光纤连接，第三端口③经过光电探测器与信号处理器连接，所述方法步骤为： 1）产生脉冲光：窄线宽激光器发出与探测振动的弱反射光纤光栅未加动态应变时反射谱中心波长相同的波长λ0的连续光，连续光由调制器调制成脉冲光；2）光线进入光纤光栅：泵浦脉冲光从光环行器的第一端口输入①，从第二端口②输出，进入光栅传感光纤；3）脉冲光的反射：脉冲光在光纤中传播存在着与输入光同频的瑞利散射，经过光栅时又会出现光栅对光的向后的反射，散射光与反射光由光环行器2的第二端口②输入，从第三端口③输出；4）信号转换和接收：光电探测器接收到从光环行器第三端口③输出的光，并将光信号转变成电信号输送给信号处理器；5）信号处理：信号处理器得到从窄线宽激光器发出光信号，到接收到第n个峰值的时间即到接收到第n个光栅反射回来的光信号的时间，确定第n个光栅的位置，再通过监测第n个光栅反射谱的峰值功率变化，得出该光栅反射谱的峰值功率随时间变化的波形图，对该波形图进行傅里叶变换，得到光强随频率的变化图，光强最大处的频率f0即为引起光纤光栅形变的振动的频率。