本實(shí)用新型涉及應(yīng)變傳感領(lǐng)域，尤其涉及光纖應(yīng)變傳感領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的應(yīng)變傳感器是以應(yīng)變-電量為基礎(chǔ)的，而電信號(hào)及其裝置易受電磁干擾、濕度等環(huán)境影響，在某些情況下甚至不能正常工作。光纖應(yīng)變傳感則幾乎不受電磁干擾，環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，而且靈敏度高，甚至可以達(dá)到nε級(jí)別，在超精密監(jiān)測(cè)中具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，光纖應(yīng)變傳感系統(tǒng)是一個(gè)非常有應(yīng)用前景和實(shí)際意義的課題。目前的納應(yīng)變量級(jí)動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作成本高，難以滿足生產(chǎn)應(yīng)用需求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種納應(yīng)變量級(jí)的動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置，激光器連接第一耦合器，所述第一耦合器的兩個(gè)分光端分別連接參考光纖和傳感光纖的一端，所述參考光纖上安裝有偏振控制器，所述參考光纖和傳感光纖的另一端連接第二耦合器，所述第二耦合器連接數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊輸出所采集的信號(hào)至數(shù)據(jù)處理模塊，同步觸發(fā)模塊的同步觸發(fā)輸出口分別連接激光器和數(shù)據(jù)采集模塊。所述激光器為頻率可調(diào)的穩(wěn)頻窄線寬連續(xù)激光器。所述參考光纖和傳感光纖長(zhǎng)度不相等。本實(shí)用新型納應(yīng)變量級(jí)的動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，幾乎不受電磁干擾，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，具有nε級(jí)別的靈敏度，而且可以動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)變變化，可用于大型工程現(xiàn)場(chǎng)以及重大政治、經(jīng)濟(jì)、軍事基地的周界安防。附圖說(shuō)明下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：圖1為納應(yīng)變量級(jí)的動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖；上述圖中的標(biāo)記均為：1、激光器；2、第一耦合器；3、偏振控制器；4、參考光纖；5、傳感光纖；6、第二耦合器；7、數(shù)據(jù)采集模塊；8、數(shù)據(jù)處理模塊；9、同步觸發(fā)模塊。具體實(shí)施方式如圖1所示，可調(diào)諧激光器1連接第一耦合器2，第一耦合器2的兩個(gè)分光端分別連接參考光纖4和傳感光纖5，其中參考光纖4安裝有偏振控制器3，第二耦合器6將參考光纖4和傳感光纖5合為一束后連接數(shù)據(jù)采集模塊7，數(shù)據(jù)采集模塊7連接數(shù)據(jù)處理模塊8，同步觸發(fā)模塊9的同步觸發(fā)輸出口分別連接可調(diào)諧激光器1和數(shù)據(jù)采集模塊7?？烧{(diào)諧激光器1為頻率可調(diào)的穩(wěn)頻窄線寬連續(xù)激光器1。參考光纖4和傳感光纖5長(zhǎng)度不相等，二者長(zhǎng)度之差記為L(zhǎng)h，Lh依據(jù)實(shí)際應(yīng)用而定(如Lh＝2米)。上述納應(yīng)變量級(jí)的動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，幾乎不受電磁干擾，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，具有nε級(jí)別的靈敏度，而且可以動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)變變化?；谏鲜黾{應(yīng)變量級(jí)的動(dòng)態(tài)光纖應(yīng)變傳感裝置，傳感方法為：同步觸發(fā)模塊9驅(qū)動(dòng)可調(diào)諧激光器1改變激光頻率，同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊7在每一個(gè)激光頻率下采集第二耦合器6輸出的信號(hào)，數(shù)據(jù)處理模塊8通過(guò)對(duì)不同時(shí)刻的各個(gè)頻率下采集到的信號(hào)做互相關(guān)運(yùn)算，找出使互相關(guān)值最大的頻率差，進(jìn)而解調(diào)出傳感光纖5探測(cè)到的應(yīng)變。具體來(lái)說(shuō)：按本實(shí)用新型搭建傳感裝置后，調(diào)整偏振控制器3，使第二耦合器6輸出的信號(hào)最大且穩(wěn)定，同步觸發(fā)模塊9驅(qū)動(dòng)可調(diào)諧激光器1發(fā)出的激光產(chǎn)生f0(如1MHz)的頻移，同步觸發(fā)模塊9同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊7采集M次(如500次)，每次采集N個(gè)(如500個(gè))點(diǎn)，記為data(N,M)，將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)處理模塊8經(jīng)平均運(yùn)算后得到一個(gè)點(diǎn)，記為P1(f0)P1(f0)=1N·Σi=1N(1M·Σj=1Mdata(i,j))]]>重復(fù)上述步驟，使激光依次產(chǎn)生2f0，3f0，…，kf0的頻移，得到P1(2f0)，P1(3f0)，…，P1(kf0)。若需探測(cè)外界干擾作用在傳感光纖5上產(chǎn)生的應(yīng)變，則重復(fù)上述步驟，得到P2(m)，其中m＝f0,2f0,3f0,…,kf0，令P1′(n-(t-1)f0)=P1(n)P2′(n-(t-1)f0)=P2(n-(t-1)f0)]]>P3′(n-(t-1)f0)=P1(n-(t-1)f0)P4′(n-(t-1)f0)=P2(n)]]>其中，n＝tf0,(t+1)f0,…,kf0；t＝1,2,3,…,k-q；q是常數(shù)(如q＝3)，計(jì)算P′1與P′2，P′3與P′4的互相關(guān)系數(shù)，記為T(mén)1(t)＝corrcoef(P′1,P′2)T2(t)＝corrcoef(P′3,P′4)找出T1(t)與T2(t)最大時(shí)對(duì)應(yīng)的t，若有多個(gè)這樣的t，則取最小的記為t1＝min(find(max(T1)＝＝T1))t2＝min(find(max(T2)＝＝T2))則最優(yōu)頻移即為其中，ξ是傳感光纖5應(yīng)變光學(xué)校正系數(shù)，n是傳感光纖5纖芯折射率，c是真空中光速，則探測(cè)到的光纖應(yīng)變?yōu)?Delta;LiL=(ΔLi-1+λ·tmax·f0c·ξ·Lh)/L]]>其中，ΔLi是第i次探測(cè)到的光纖形變長(zhǎng)度，L是探測(cè)應(yīng)變時(shí)，發(fā)生形變光纖的長(zhǎng)度，λ是激光波長(zhǎng)。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3