基于dfb激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法
【專利摘要】基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法，本發(fā)明屬于光纖光柵傳感器測量領(lǐng)域。它是為了解決現(xiàn)有光纖光柵傳感器常用的解調(diào)技術(shù)中，在測量靜態(tài)拉力時，光纖光柵不具有溫度自動補(bǔ)償功能，進(jìn)而導(dǎo)致測量過程受溫度影響的問題。本發(fā)明所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法，分束器將DFB激光器發(fā)出的窄帶激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光，并分別經(jīng)過兩個光電探測器探測將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，數(shù)據(jù)處理模塊將此電信號轉(zhuǎn)化波長的調(diào)諧量，實(shí)現(xiàn)溫度自動跟蹤補(bǔ)償；同時電壓只與應(yīng)力有關(guān)而與溫度無關(guān)，從而使測量過程不會受溫度影響。本發(fā)明適用于在光纖光柵傳感器常用的解調(diào)技術(shù)中測量靜態(tài)拉力或動態(tài)拉力。
【專利說明】基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于光纖光柵傳感器測量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于光纖光柵具有靈敏度高、抗電磁干擾、可遠(yuǎn)程感測、易埋植、易貼敷等優(yōu)良特性，因此在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。DFB激光器分布式反饋激光器光纖光柵解調(diào)方法是光纖光柵傳感器常用的解調(diào)技術(shù)，然而此解調(diào)方法在測量靜態(tài)拉力時不能對溫度進(jìn)行自動補(bǔ)償，因此限制了此方法的廣泛使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有光纖光柵傳感器常用的解調(diào)技術(shù)中，在測量靜態(tài)拉力時，光纖光柵不具有溫度自動補(bǔ)償功能，進(jìn)而導(dǎo)致測量過程受溫度影響的問題，現(xiàn)提供基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法。
[0004]基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，它包括:DFB激光器、分光器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、傳感光纖光柵、匹配光纖光柵、第一光電探測器、第二光電探測器、數(shù)據(jù)處理模塊和波長調(diào)制器；
[0005]DFB激光器發(fā)出的激光入射到分光器中，分光器將該激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光;
[0006]一束激光經(jīng)第一環(huán)形器透射到傳感光纖光柵中，經(jīng)該傳感光纖光柵反射的激光發(fā)送給第一環(huán)形器，經(jīng)第一環(huán)形器透射后的激光束入射到第一光電探測器的光敏面上；
[0007]另一束激光經(jīng)第二環(huán)形器透射到匹配光纖光柵中，經(jīng)該匹配光纖光柵反射的激光發(fā)送給第二環(huán)形器，經(jīng)第二環(huán)形器透射后的激光束入射到第二光電探測器的光敏面上；
[0008]第一光電探測器的信號輸出端和第二光電探測器的信號輸出端同時連接數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理模塊器信號輸出端連接波長調(diào)制器的信號輸入端，波長調(diào)制器的信號輸出端連接DFB激光器的信號輸入端；
[0009]數(shù)據(jù)處理模塊中嵌入有軟件實(shí)現(xiàn)的控制模塊，該控制模塊包括:
[0010]根據(jù)第二光電探測器的輸出電壓V2,獲得溫度變化AT時,DFB激光器輸出激光波長的調(diào)諧量的單元；
[0011]根據(jù)第一光電探測器的輸出電壓V1，獲得應(yīng)力P的單元。
[0012]基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法，該方法是基于下述裝置實(shí)現(xiàn)的，所述裝置包括:
[0013]DFB激光器、分光器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、傳感光纖光柵、匹配光纖光柵、第一光電探測器和第二光電探測器；
[0014]DFB激光器發(fā)出的激光入射到分光器中，分光器將該激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光；[0015]一束激光經(jīng)第一環(huán)形器透射到傳感光纖光柵中，經(jīng)該傳感光纖光柵反射的激光發(fā)送給第一環(huán)形器，經(jīng)第一環(huán)形器透射后的激光束入射到第一光電探測器的光敏面上；
[0016]另一束激光經(jīng)第二環(huán)形器透射到匹配光纖光柵中，經(jīng)該匹配光纖光柵反射的激光發(fā)送給第二環(huán)形器，經(jīng)第二環(huán)形器透射后的激光束入射到第二光電探測器的光敏面上；所述基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法包括以下步驟:
[0017]步驟一:待測應(yīng)力P徑向作用于傳感光纖光柵，開啟DFB激光器，獲得第二光電探測器的輸出電壓V2 ;然后執(zhí)行步驟二 ；
[0018]步驟二:根據(jù)步驟一獲得的第二光電探測器的輸出電壓V2，獲得溫度變化AT時，DFB激光器輸出激光波長的調(diào)諧量，然后執(zhí)行步驟三；
[0019]步驟三:根據(jù)步驟二獲得的波長的調(diào)諧量對DFB激光器輸出的激光進(jìn)行調(diào)諧，然后執(zhí)行步驟四；
[0020]步驟四:采集第一光電探測器的輸出電壓V1，根據(jù)下述公式:
[0021]V^k110 (1-Pe) A10P/(2E) +^10 ^: A 10/2+B ^:
[0022]求解待測應(yīng)力P，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)力的測量；
[0023]其中，^ I表不第一光電探測器的光電轉(zhuǎn)換因子A表不傳感光纖光柵的反射率下降沿的斜率do表示DFB激光器輸出激光的光強(qiáng)；B為常數(shù)；Pe表示有效光彈系數(shù)，E為彈性模量，\ 10表不表不傳感 [0024]本發(fā)明所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法，通過分束器將DFB激光器發(fā)出的窄帶激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光，兩束激光分別通過傳感光纖光柵和匹配光纖光柵反射，兩束反射光分別經(jīng)過兩個光電探測器探測，其中第一光電探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號由不波器顯不；第二光電探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，數(shù)據(jù)處理模塊將此電信號轉(zhuǎn)化為DFB激光器波長的調(diào)諧量，通過波長調(diào)諧器調(diào)節(jié)DFB激光器的波長，實(shí)現(xiàn)溫度自動跟蹤補(bǔ)償；在測量靜態(tài)拉力時，電壓只與應(yīng)力有關(guān)而與溫度無關(guān)，溫度同時作用于傳感光纖光柵和匹配光纖光柵時，匹配光柵調(diào)節(jié)DFB激光器的波長，使傳感光纖光柵、匹配光纖光柵的反射譜平移量和DFB激光器波長平移量相同，從而使測量過程不會受溫度影響。本發(fā)明所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法，適用于在光纖光柵傳感器常用的解調(diào)技術(shù)中測量靜態(tài)拉力或動態(tài)拉力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為傳感光纖光柵和匹配光纖光柵的反射光譜圖，其中曲線I為傳感光纖光柵的反射光譜曲線，曲線2為匹配光纖光柵的反射光譜曲線，直線DFB為DFB激光器的光譜。
[0027]圖3為基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]【具體實(shí)施方式】一:參照圖1具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，它包括:DFB激光器1、分光器2、第一環(huán)形器3、第二環(huán)形器4、傳感光纖光柵5、匹配光纖光柵6、第一光電探測器7、第二光電探測器9、數(shù)據(jù)處理模塊10和波長調(diào)制器11;[0029]DFB激光器I發(fā)出的激光入射到分光器2中，分光器2將該激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光；
[0030]一束激光經(jīng)第一環(huán)形器3透射到傳感光纖光柵5中，經(jīng)該傳感光纖光柵5反射的激光發(fā)送給第一環(huán)形器3，經(jīng)第一環(huán)形器3透射后的激光束入射到第一光電探測器7的光敏面上；
[0031]另一束激光經(jīng)第二環(huán)形器4透射到匹配光纖光柵6中，經(jīng)該匹配光纖光柵6反射的激光發(fā)送給第二環(huán)形器4，經(jīng)第二環(huán)形器4透射后的激光束入射到第二光電探測器9的光敏面上；
[0032]第一光電探測器7的信號輸出端和第二光電探測器8的信號輸出端同時連接數(shù)據(jù)處理模塊10的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理模塊器10信號輸出端連接波長調(diào)制器11的信號輸入端，波長調(diào)制器11的信號輸出端連接DFB激光器I的信號輸入端；
[0033]數(shù)據(jù)處理模塊10中嵌入有軟件實(shí)現(xiàn)的控制模塊，該控制模塊包括:
[0034]根據(jù)第二光電探測器9的輸出電壓V2,獲得溫度變化A T時，DFB激光器I輸出激光波長的調(diào)諧量的單元；
[0035]根據(jù)第一光電探測器7的輸出電壓V1，獲得應(yīng)力P的單元。
[0036]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，它還包括:示波器8，第一光電探測器7的波形信號輸出端連接示波器8的波形信號輸入端。
[0037]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，所述DFB激光器I所發(fā)出激光的帶寬在0.008pm至0.012pm之間。
[0038]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，所述分光器2的分光比為1:1。
[0039]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，第一環(huán)形器3和第二環(huán)形器4為完全相同的環(huán)形器。
[0040]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，傳感光纖光柵5和匹配光纖光柵6的反射光譜寬度相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，第一光電探測器7和第二光電探測器9的帶寬均為5MHz。
[0042]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一或二所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，第一光電探測器7的輸出電SV1 為:
[0043]V1=Ic110 3 ! (1-P E)入 10P/ (2E) +k山 3 !入 10/2+B 3 1?
[0044]第二光電探測器9的輸出電壓V2為:
[0045]V2=k21032A 入 T/2+k210 3 2 (入-入 20)/2+A 3 2，[0046]其中，P1和P2分別表示第一光電探測器7和第二光電探測器9光電轉(zhuǎn)換因子；k:表示傳感光纖光柵5的反射率下降沿的斜率；k2表示匹配光纖光柵6的反射率上升沿的斜率；I(i表不DFB激光器I輸出激光的光強(qiáng)汸和B均為常數(shù)；A X T表不傳感光纖光柵5和匹配光纖光柵6的反射譜平移量；X 1(|和X20分別表不傳感光纖光柵5和匹配光纖光柵6的反射譜線性區(qū)間的中心波長；Pej表示有效光彈系數(shù)，E為彈性模量，P表示應(yīng)力，\表示反射譜的波長。
[0047]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】八所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，所述DFB激光器I所發(fā)出激光的帶寬為 0.01pm。
[0048]【具體實(shí)施方式】十:參照圖3具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法，該方法是基于下述裝置實(shí)現(xiàn)的，所述裝置包括:
[0049]DFB激光器1、分光器2、第一環(huán)形器3、第二環(huán)形器4、傳感光纖光柵5、匹配光纖光柵6、第一光電探測器7和第二光電探測器9 ；
[0050]DFB激光器I發(fā)出的激光入射到分光器2中，分光器2將該激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光；
[0051]一束激光經(jīng)第一環(huán)形器3透射到傳感光纖光柵5中，經(jīng)該傳感光纖光柵5反射的激光發(fā)送給第一環(huán)形器3，經(jīng)第一環(huán)形器3透射后的激光束入射到第一光電探測器7的光敏面上；
[0052]另一束激光經(jīng)第二環(huán)形器4透射到匹配光纖光柵6中，經(jīng)該匹配光纖光柵6反射的激光發(fā)送給第二環(huán)形器4，經(jīng)第二環(huán)形器4透射后的激光束入射到第二光電探測器9的光敏面上；所述基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法包括以下步驟:
[0053]步驟一:待測應(yīng)力P徑向作用于傳感光纖光柵5，開啟DFB激光器I，獲得第二光電探測器9的輸出電壓V2 ;然后執(zhí)行步驟二 ；
[0054]步驟二:根據(jù)步驟一獲得的第二光電探測器9的輸出電壓V2，獲得溫度變化AT時，DFB激光器I輸出激光波長的調(diào)諧量，然后執(zhí)行步驟三；
[0055]步驟三:根據(jù)步驟二獲得的波長的調(diào)諧量對DFB激光器I輸出的激光進(jìn)行調(diào)諧，然后執(zhí)行步驟四；
[0056]步驟四:采集第一光電探測器7的輸出電壓V1，根據(jù)下述公式:
[0057]V1=Ic110 β! (1-P E)入 10P/ (2E) +kβ入 10/2+B 3:
[0058]求解待測應(yīng)力P，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)力的測量；
[0059]其中，^ I表不第一光電探測器7的光電轉(zhuǎn)換因子A表不傳感光纖光柵5的反射率下降沿的斜率山表示DFB激光器I輸出激光的光強(qiáng)；B為常數(shù)；Pe表示有效光彈系數(shù)，E為彈性模量，\ 10表不表不傳感光纖光柵5反射譜線性區(qū)間的中心波長。
[0060]DFB激光器為窄帶激光器，其譜寬遠(yuǎn)小于傳感光纖光柵5和匹配光纖光柵6的半峰值寬度，且DFB激光器的中心波長處于傳感光纖光柵5反射光譜的下降沿，處于匹配光纖光柵6反射光譜的上升沿。傳感光纖光柵5和匹配光纖光柵6的反射譜相同，如圖2所示。
[0061]本發(fā)明所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，通過分束器將DFB激光器發(fā)出的窄帶激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光，兩束激光分別通過傳感光纖光柵和匹配光纖光柵反射，兩束反射光分別經(jīng)過兩個光電探測器探測，其中第一光電探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號由示波器顯示；第二光電探測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，數(shù)據(jù)處理模塊將此電信號轉(zhuǎn)化為DFB激光器波長的調(diào)諧量，通過波長調(diào)諧器調(diào)節(jié)DFB激光器的波長，實(shí)現(xiàn)溫度自動跟蹤補(bǔ)償；在測量靜態(tài)拉力時，電壓只與應(yīng)力有關(guān)而與溫度無關(guān)，溫度同時作用于傳感光纖光柵和匹配光纖光柵時，匹配光柵調(diào)節(jié)DFB激光器的波長，使傳感光纖光柵、匹配光纖光柵的反射譜平移量和DFB激光器波長平移量相同，從而使測量過程不會受溫度影響。本發(fā)明所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器及應(yīng)力測量方法，適用于在光纖光柵傳感器常用的解調(diào)技術(shù)中測量靜態(tài)拉力或動態(tài)拉力。
【權(quán)利要求】
1.基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，它包括:DFB激光器(I)、分光器(2)、第一環(huán)形器(3)、第二環(huán)形器(4)、傳感光纖光柵(5)、匹配光纖光柵(6)、第一光電探測器(7 )、第二光電探測器(9 )、數(shù)據(jù)處理模塊(10 )和波長調(diào)制器(11); DFB激光器(I)發(fā)出的激光入射到分光器(2 )中，分光器(2 )將該激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光； 一束激光經(jīng)第一環(huán)形器(3 )透射到傳感光纖光柵(5 )中，經(jīng)該傳感光纖光柵(5 )反射的激光發(fā)送給第一環(huán)形器(3)，經(jīng)第一環(huán)形器(3)透射后的激光束入射到第一光電探測器(7)的光敏面上； 另一束激光經(jīng)第二環(huán)形器(4)透射到匹配光纖光柵(6)中，經(jīng)該匹配光纖光柵(6)反射的激光發(fā)送給第二環(huán)形器(4)，經(jīng)第二環(huán)形器(4)透射后的激光束入射到第二光電探測器(9)的光敏面上； 第一光電探測器(7)的信號輸出端和第二光電探測器(8)的信號輸出端同時連接數(shù)據(jù)處理模塊(10)的信號輸入端，數(shù)據(jù)處理模塊器(10)信號輸出端連接波長調(diào)制器(11)的信號輸入端，波長調(diào)制器(11)的信號輸出端連接DFB激光器(I)的信號輸入端； 數(shù)據(jù)處理模塊(10)中嵌入有軟件實(shí)現(xiàn)的控制模塊，該控制模塊包括: 根據(jù)第二光電探測器(9)的輸出電壓V2，獲得溫度變化AT時，DFB激光器(I)輸出激光波長的調(diào)諧量的單元； 根據(jù)第一光電探測器 (7)的輸出電壓V1，獲得應(yīng)力P的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，它還包括:示波器(8)，第一光電探測器(7)的波形信號輸出端連接示波器(8)的波形信號輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述DFB激光器(I)所發(fā)出激光的帶寬在0.008pm至0.012pm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述分光器(2)的分光比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，第一環(huán)形器(3)和第二環(huán)形器(4)為完全相同的環(huán)形器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，傳感光纖光柵(5 )和匹配光纖光柵(6 )的反射光譜寬度相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，第一光電探測器(7)和第二光電探測器(9)的帶寬均為5MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，第一光電探測器(7)的輸出電壓V1為:
V1=Ic110 ^ ! (l-p E)入 10P/ (2E) +k山 3 !入 10/2+B 3 第二光電探測器(9)的輸出電壓V2為:
V2=k210 2 A 入 T/2+k2102 (入-入 20) /2+A 3 2， 其中，P i和P 2分別表示第一光電探測器(7)和第二光電探測器(9)光電轉(zhuǎn)換因子表示傳感光纖光柵(5)的反射率下降沿的斜率；k2表示匹配光纖光柵(6)的反射率上升沿的斜率；I(i表不DFB激光器(I)輸出激光的光強(qiáng)；A和B均為常數(shù)；A X T表不傳感光纖光柵(5)和匹配光纖光柵(6)的反射譜平移量；X 1(|和X 2(|分別表不傳感光纖光柵(5)和匹配光纖光柵(6)的反射譜線性區(qū)間的中心波長；Pe表示有效光彈系數(shù)，E為彈性模量，P表示應(yīng)力，、表示反射譜的波長。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力傳感器，其特征在于，所述DFB激光器(I)所發(fā)出激光的帶寬為0.01pm0
10.基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法，其特征在于，該方法是基于下述裝置實(shí)現(xiàn)的，所述裝置包括: DFB激光器(I)、分光器(2)、第一環(huán)形器(3)、第二環(huán)形器(4)、傳感光纖光柵(5)、匹配光纖光柵(6 )、第一光電探測器(7 )和第二光電探測器(9 ); DFB激光器(I)發(fā)出的激光入射到分光器(2 )中，分光器(2 )將該激光分成強(qiáng)度相同的兩束激光； 一束激光經(jīng)第一環(huán)形器(3 )透射到傳感光纖光柵(5 )中，經(jīng)該傳感光纖光柵(5 )反射的激光發(fā)送給第一環(huán)形器(3 )，經(jīng)第一環(huán)形器(3 )透射后的激光束入射到第一光電探測器(7 )的光敏面上； 另一束激光經(jīng)第二環(huán)形器(4)透射到匹配光纖光柵(6)中，經(jīng)該匹配光纖光柵(6)反射的激光發(fā)送給第二環(huán)形器(4)，經(jīng)第二環(huán)形器(4)透射后的激光束入射到第二光電探測器(9)的光敏面上；所述基于DFB激光器解調(diào)的雙光纖光柵的應(yīng)力測量方法包括以下步驟: 步驟一:待測應(yīng)力P徑向作用于傳感光纖光柵(5)，開啟DFB激光器(1)，獲得第二光電探測器(9)的輸出電壓V2 ;然后執(zhí)行步驟二 ； 步驟二:根據(jù)步驟一獲得的第二光電探測器(9)的輸出電壓V2，獲得溫度變化AT時，DFB激光器(I)輸出激光波長的調(diào)諧量，然后執(zhí)行步驟三； 步驟三:根據(jù)步驟二獲得的波長的調(diào)諧量對DFB激光器(I)輸出的激光進(jìn)行調(diào)諧，然后執(zhí)行步驟四； 步驟四:采集第一光電探測器(7)的輸出電壓V1，根據(jù)下述公式:
V1=Ic110 ^ ! (1-P E)入 10P/ (2E) +k山 3 !入 10/2+B 3 ! 求解待測應(yīng)力P，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)力的測量； 其中，P I表不第一光電探測器(7)的光電轉(zhuǎn)換因子A表不傳感光纖光柵(5)的反射率下降沿的斜率；Itl表示DFB激光器(I)輸出激光的光強(qiáng)；B為常數(shù)；Pe表示有效光彈系數(shù)，E為彈性模量，\ 10表不表不傳感光纖光柵(5)反射譜線性區(qū)間的中心波長。
【文檔編號】G01L1/24GK103644991SQ201310737810
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】楊玉強(qiáng), 張換男, 趙洪, 熊艷玲, 曹桂源 申請人:哈爾濱理工大學(xué)