專利名稱：啁啾光纖光柵傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖傳感器測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種連續(xù)測量沖擊波或爆轟波速度的啁啾光纖光柵傳感器。
背景技術(shù)：
爆轟波速度作為炸藥特性參數(shù)之一，對流體動力學(xué)計(jì)算程序定標(biāo)、化學(xué)動態(tài)燃燒模型、火箭推進(jìn)劑研究、炸藥的燃燒 爆轟過程研究和不同炸藥界面爆轟特性研究具有重要的意義。此外，沖擊波速度作為材料的動高壓關(guān)鍵參數(shù)之一，對研究沖擊波的傳播規(guī)律、材料的動高壓特性具有重要的作用。文獻(xiàn)〈微波干涉儀測量沖擊波、爆轟波和材料運(yùn)動>(Gene H.McCall, WayneL.Bongniannij and Gilbert A.Miranda.Microwave interferometer for shock wave,detonation, and material motion measurements.Rev.Sc1.1nstrument[J]， 1985，56 (8): 16121618.)報(bào)導(dǎo)了微波干涉儀測量沖擊波速度、爆轟波速度和材料中的粒子速度，其利用從爆轟波陣面或沖擊波陣面返回的信號與參考信號疊加，形成拍頻信號，處理該拍頻信號可得到爆轟波/沖擊波的連續(xù)速度歷史。該方法具有以下不足:(I)僅適用于線性波導(dǎo)中的爆轟波/沖擊波速度測量；(2)不適用于金屬材料和某些液體材料中爆轟波/沖擊波速度測量；(3)微波的“光斑”尺寸有10 mm左右，對材料中爆轟波/沖擊波速度測量有較大的影響；(4)無法在強(qiáng)電磁干擾特定環(huán)境下測量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)中微波干涉法測量沖擊波或爆轟波速度存在的問題，提供了一種利用爆轟波/沖擊波作用在啁啾光纖光柵上，使光纖光柵的長度減小從而使返回信號光幅度減弱的特性進(jìn)行連續(xù)測量爆轟波或沖擊波速度的啁啾光纖光柵傳感器。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:—種啁啾光纖光柵傳感器包括信號米集光路、光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)米集卡、處理器，所述沖擊波或爆破波作用于信號采集光路，所述信號采集輸出端通過光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡與處理器連接。所述信號米集光路包括寬光譜光源、啁啾光纖光柵、光循環(huán)器，寬光譜光源輸出端與光循環(huán)器第一端口連接，光循環(huán)器第二端口輸入啁啾光纖光柵的啁啾光纖光柵反射光，光循環(huán)器第三端口通過光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡與處理器連接。所述啁啾光纖光柵長度范圍10 mm 100 mm,線寬范圍5 nm 40 nm。啁啾光纖光柵傳感器包括顯示器，所述顯示器與處理器輸出端連接。所述寬光譜ASE激光器，其中寬光譜ASE激光器線寬為40 nm，工作波長為1545nm±20 nm寬光譜連續(xù)光信號，功率為IOmW左右范圍內(nèi)平坦度小于0.ldB。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:[0012](I)通過光循環(huán)器將寬光譜光源發(fā)射的連續(xù)光信號照射到放置于測量環(huán)境中的啁啾光纖光柵，當(dāng)測量環(huán)境中有爆轟波或沖擊波沖擊時，破壞啁啾光纖光纖長度，造成啁啾光纖光柵返回光信號的強(qiáng)度變?nèi)?，然后通過光循環(huán)將返回的光信號輸出至光電轉(zhuǎn)換器，最后通過處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到爆轟波或沖擊波速度，本設(shè)計(jì)過程簡單易于實(shí)現(xiàn)。(2)本設(shè)計(jì)簡單，效率高，并且通過不接觸進(jìn)行環(huán)境測量，方便簡單。

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:圖1是啁啾光柵傳感器原理框圖。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。本發(fā)明相關(guān)說明:1、本發(fā)明中沖擊波或爆轟波的速度范圍是100m/s到10km/s。2、寬光譜光源是寬光譜ASE激光器，其中寬光譜ASE激光器線寬為40 nm，工作波長為1545 nm±20 nm寬光譜連續(xù)光信號，功率為IOmW左右光譜平坦度小于0.1dB ；3、啁啾光 纖光柵特點(diǎn)是:1)其作用是可實(shí)現(xiàn)爆轟波/沖擊波速度的連續(xù)測量；啁啾光纖光柵為絕緣材料，具有抗電磁干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；較長的光柵長度可方便地布置于不同炸藥、材料中，能連續(xù)測量不同炸藥、材料界面的爆轟波或沖擊波速度的變化。啁啾光纖光柵線寬為5 nnT40 nm,長度為10 mnTlOO mm,啁啾率介于lnm/cnTlOnm/cm,反射率大于95%，工作波長為1545 nm，光譜平坦度小于0.5 dB ;光電探測器的增益大于lV/mW ;2) 3)如表I所示，啁啾光纖光柵的長度與啁啾光纖光柵的積分反射率成正比；表一:啁啾光纖光柵的長度與啁啾光纖光柵的積分反射率關(guān)系
權(quán)利要求1.一種啁啾光纖光柵傳感器，其特征在于包括信號采集光路、光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡和處理器，所述沖擊波或爆轟波作用于信號采集光路，所述信號采集輸出端通過光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡與處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啁啾光纖光柵傳感器，其特征在于所述信號采集光路包括寬光譜光源、啁啾光纖光柵、光循環(huán)器，寬光譜光源輸出端與光循環(huán)器第一端口連接，光循環(huán)器第二端口輸入啁啾光纖光柵的啁啾光纖光柵反射光，光循環(huán)器第三端口通過光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡與處理器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的啁啾光纖光柵傳感器，其特征在于所述啁啾光纖光柵長度范圍10 mm 100 mm,線寬范圍5 nm 40 nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啁啾光纖光柵傳感器，其特征在于還包括顯示器，所述顯示器與處理器輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的啁啾光纖光柵傳感器，其特征在于所述寬光譜ASE激光器，其中寬光譜ASE激光器線寬為40 nm，工作波長為1545 nm±20 nm寬光譜連續(xù)光信號，功率為IOmW左右，光譜平坦度小于0.ldB。
專利摘要本實(shí)用新型涉及光纖傳感器測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種連續(xù)測量沖擊波或爆轟波速度的啁啾光纖光柵傳感器。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中微波干涉法測量沖擊波或爆轟波速度存在的問題，提供了一種利用爆轟波/沖擊波作用在啁啾光纖光柵上，使光纖光柵的長度減小從而使返回信號光幅度減弱，對信號進(jìn)行測量爆轟波或沖擊波的連續(xù)速度的啁啾光纖光柵傳感器。本實(shí)用新型包括信號采集光路、光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡、處理器，所述沖擊波或爆破波作用于信號采集光路，所述信號采集輸出端通過光電轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集卡與處理器連接。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于光纖傳感器測量技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號G01P5/26GK203011940SQ20122063673
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者鄧向陽, 劉壽先, 彭其先, 李澤仁, 蒙建華 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所