一种啁啾光栅应变传感系统的制作方法

文档序号:13856826阅读:224来源:国知局

本实用新型属于光纤传感器技术领域,具体涉及一种啁啾光栅应变传感系统。



背景技术:

公路车辆、钢铁企业、桥梁、矿石、煤炭等大型建筑工程广泛使用的应变传感器,要求精确、稳定、可靠、动态性能好。目前广泛使用的传统电阻应变片传感器,如“电阻应变片”,尽管精度高,价格适中,但存在着零源现象严重、易受电磁干扰、耐潮湿耐污染性能差等缺点。“布拉格光纤光栅应变传感器的灵敏度增强解调装置”提出的利用FBG在1550nm波长附近得到高应变灵敏度解调传感,很好的解决了零源现象,而且不受电磁干扰等问题。但其FBG的波长解调技术的关键器件十分昂贵,提高了FBG技术发展台阶。因此,如何在不受外界电磁干扰的同时,大大降低实验成本,提高实用性是光纤光栅应变传感需要考虑的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种啁啾光栅应变传感系统,通过使用光纤传感器代替传统的电阻应变传感器,克服了电磁干扰,耐腐蚀耐污染性强;通过利用光谱仪监测光栅反射普的变化,大大降低了实验成本,实用性强。

本实用新型采取的技术方案为:

一种啁啾光栅应变传感系统,该系统包括宽带光源、啁啾光栅、光谱仪,所述啁啾光栅连接环形器,环形器连接光谱仪。所述啁啾光栅两端预拉伸固定在压电陶瓷上,用以感知拉力的变化,所述光谱仪用以检测啁啾光栅反射光谱展宽量。宽带光源发出的光经过环形器到达啁啾光栅,啁啾光栅在压电陶瓷的作用下被拉伸,观察电压不同时光谱仪上脉冲的展宽量,实现应变-谱宽解调。

所述宽带光源采用可调谐的SOA激光器,用来发出连续窄谱激光脉冲。

本实用新型一种啁啾光栅应变传感系统,通过使用光纤传感器代替传统的电阻应变传感器,克服了电磁干扰,耐腐蚀耐污染性强;通过利用光谱仪监测光栅反射普的变化,大大降低了实验成本,实用性强。

附图说明

图1为本实用新型的连接示意图。

具体实施方式

如图1所示,一种啁啾光栅应变传感系统,该系统包括宽带光源1、啁啾光栅3、光谱仪5,所述啁啾光栅3连接环形器2,环形器2连接光谱仪5。

所述啁啾光栅3两端预拉伸固定在压电陶瓷4上,用以感知拉力的变化。

所述光谱仪5用以检测啁啾光栅3反射光谱展宽量。

宽带光源1发出的光经过环形器2到达啁啾光栅3,啁啾光栅3在压电陶瓷4的作用下被拉伸,观察电压不同时光谱仪5上脉冲的展宽量,实现应变-谱宽解调。

所述宽带光源1采用可调谐的SOA激光器,用来发出连续窄谱激光脉冲。

压电陶瓷4的拉力引起波长变化为:

式中,L是陶瓷元件的长度,E是施加到压电陶瓷电极的电场,dij是压电应变常数,i和j分别是电场强度和机械位移方向。上式表示,应变与谱宽展宽成线性关系。

SOA窄带宽激光器发出激光脉冲,通过环形器2到达啁啾光栅3,在啁啾光栅3反射谱范围内的脉冲被反射,其它波长的光透射,反射光逆向传输后到达光谱仪5,经过光谱仪5显示光脉冲个数,完成计数,且计算谱宽的大小,然后给在0-150v范围内,改变压电陶瓷4上的电压,电压间距为10v,观察电压不同时光谱仪5上脉冲的展宽量,实现应变-谱宽解调。该系统不受电磁干扰、灵敏度高、结构简单,制作成本低,易于调节。

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