一种准分布式复合材料结构应变和温度检测系统

摘要

本发明涉及一种准分布式复合材料结构应变和温度检测系统，宽带光源输出光经过光纤隔离器进入2×2光纤耦合器的输入端；2×2光纤耦合器的输出光进入1×m光开关的输入端；1×m光开关输出光进入m×n网络式光纤光栅传感头；所述的m×n网络式光纤光栅传感头的反射光依次经过1×m光开关和2×2光纤耦合器进入所述的光纤可调F-P滤波器的输入端；所述的光纤可调F-P滤波器的输出光依次经光电转换模块、信号放大器、数据采集卡和计算机，由计算机对数据进行处理和显示。本发明利用一个光纤可调F-P滤波器实现所有传感光纤光栅反射信号光的波长解调，具有抗电磁干扰、全光纤型测量、复用测量点数多、可远程监控及可无损测量等优点。

主权项

一种准分布式复合材料结构应变和温度检测系统，包括宽带光源(1)、光纤隔离器(2)、2×2光纤耦合器(3)、1×m光开关(5)、m×n网络式光纤光栅传感头(6)、光纤可调F‑P滤波器(7)、光电转换模块(8)、信号放大器(9)、数据采集卡(10)和计算机(11)，其特征在于，所述的宽带光源(1)输出光经过所述的光纤隔离器(2)进入2×2光纤耦合器(3)的输入端；所述的2×2光纤耦合器(3)的输出光经过2×2光纤耦合器(3)的一个输出端臂进入所述的1×m光开关(5)的输入端；所述的1×m光开关(5)输出光进入所述的m×n网络式光纤光栅传感头(6)；所述的m×n网络式光纤光栅传感头(6)的反射光依次经过所述的1×m光开关(5)和2×2光纤耦合器(3)进入所述的光纤可调F‑P滤波器(7)的输入端；所述的光纤可调F‑P滤波器(7)的输出光经所述的光电转换模块(8)后进入所述的信号放大器(9)；所述的信号放大器(9)将收到的信号放大后由所述的数据采集卡(10)采集到所述的计算机(11)中；所述的计算机(11)与所述的1×m光开关(5)相连；所述的m×n网络式光纤光栅传感头(6)中的光纤光栅为保偏光纤光栅；当宽带光入射到所述保偏光纤光栅时，其反射光谱中有两个峰值中心波长，对应快轴和慢轴上的反射波长，分别表示为：λ_Bx＝2Λn_x，λ_By＝2Λn_y，其中，n_x和n_y分别为纤芯快轴和慢轴的有效折射率，Λ为光栅周期；不同轴上两个峰值中心波长之差为：Δλ＝2ΛΔn，其中，Δn＝n_x‑n_y，因此一个保偏光纤光栅有两个特征反射峰，峰值波长的漂移量与其应变、温度的变化量均呈良好的线性关系，以这两个峰值特征波长的漂移量为基础，推算待测应变和温度，实现利用一个传感头同时测量两个参量的目的；其中，所述保偏光纤光栅的峰值反射波长、带宽、反射率相互匹配，且波长出于所述光纤可调F‑P滤波器的可调波长区间内，实现快速和准确地解调。