发明名称 一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法
摘要 本发明提供了一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法,其目的在于提高光纤光栅在变温环境下的检测精度,扩大光纤光栅传感器在声发射检测领域的应用,所述传感方法包括:传感和解调两部分;其中,传感部分主要通过与待检测材料相耦合的传感光纤光栅来实现;解调部分包括光电转换、放大、采集、处理等。本发明主要用于结构健康监测以及结构重要部件的损伤检测,相比于采用窄带光源的功率型光纤光栅声发射传感系统,本发明自带温度补偿,可有效减小温度变化对光纤光栅传感器的影响,提高光纤光栅传感器的检测精度,同时降低了设备成本,利于实际工程应用。
申请公布号 CN102680581B 申请公布日期 2014.08.20
申请号 CN201210187454.5 申请日期 2012.06.07
申请人 北京航空航天大学;中国人民解放军陆军航空兵学院 发明人 魏鹏;李宁;涂万里;李成贵
分类号 G01N29/14(2006.01)I 主分类号 G01N29/14(2006.01)I
代理机构 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 代理人 杨学明
主权项 一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法,将掺铒光纤激光器(4)与匹配光纤布拉格光栅(5)相连,输出温度补偿后的窄带光信号(6)到达传感光纤布拉格光栅(7);外界作用(1)作用于金属或复合材料(2),使之产生声发射信号(3),并使用传感光纤布拉格光栅(7)接收声发射信号(3),反射出调制光信号(8);调制光信号(8)进入光电探测器(9)转换为电信号(10),到达后期信号分析处理(11);其特征是包括以下步骤:其中掺铒光纤激光器(4)输出的光经匹配光纤布拉格光栅(5)后,只有符合匹配光纤布拉格光栅(5)中心波长的窄带光被反射出去,匹配光纤布拉格光栅(5)与传感光纤布拉格光栅(7)处于同一温度场,二者温度变化相同,即匹配光纤布拉格光栅(5)实现了温度补偿,输出经过温度补偿后的窄带光信号(6),到达传感光纤布拉格光栅(7),使其处于工作点,即反射谱3dB带宽处;当外界作用(1)到达金属或复合材料(2)时,会引起后者内部产生微裂纹,同时伴随有声发射信号(3),该声发射信号被耦合于金属或复合材料(2)表面的传感光纤布拉格光栅(7)接收到,引起传感光纤布拉格光栅(7)的中心波长发生变化,输出调制光信号(8),该调制光信号(8)被光电探测器(9)转换为电信号(10),再进行后期信号分析处理(11);所述匹配光纤布拉格光栅(5)为可调谐光栅,要与传感光纤布拉格光栅(7)相匹配,反射率、边模抑制比、3dB带宽、温度灵敏系数参数一致,中心波长相差0.1nm。
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