一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感系统

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系统，光路系统包括：泵浦源，光波分复用器，掺铒光纤，第一光隔离器，第一光纤耦合器，第一光纤布拉格光栅，第二光隔离器，第二光纤耦合器，第二光纤布拉格光栅，光电探测电路，前置放大电路，模数转换电路，FPGA，计算机；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布拉格光栅声发射传感系统，本发明自带温度补偿，可有效降低温度变化对光纤布拉格光栅传感器的影响，提高光纤布拉格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。

主权项

一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感系统，其特征是：所述传感系统包括：泵浦源（1），光波分复用器（2），掺铒光纤（3），第一光隔离器（4），第一光纤耦合器（5），第一光纤布拉格光栅（6），第二光隔离器（7），第二光纤耦合器（8），第二光纤布拉格光栅（9），光电探测电路（10），前置放大电路（11），模数转换电路（12），FPGA（13），计算机（14）；其中，第一光纤耦合器（5）的A端口与第一光隔离器（4）相连，B端口与第一光纤布拉格光栅（6）相连，C端口通过回路接入光波分复用器（2），D端口接第二光隔离器（7）；其中，第二光纤耦合器（8）的E端口接第二光隔离器（7），F端口接光电探测器（10），G端口接第二光纤布拉格光栅（9），H端口空置；泵浦源（1）发出的泵浦光被光波分复用器（2）引入光路，进入掺铒光纤（3），经过掺铒光纤（3）放大后，通过第一光隔离器（4）进入第一光纤耦合器（5）的A端口，此处光被分为两路，一路通过端口B进入第一光纤布拉格光栅（6），只有符合第一光纤布拉格光栅（6）中心反射波长的窄带光能够被反射回去，并经端口C进入光路，经过多次循环后，光路最终具有稳定的输出波长与功率；另一路光通过端口D经第二光隔离器（7）到达第二光纤耦合器（8）的E端口，分为两路，一路进入空置端H，另一路通过G端口进入第二光纤布拉格光栅（9），第二光纤布拉格光栅（9）接收到外界声发射信号，中心波长发生相应的漂移，只有符合第二光纤布拉格光栅（9）中心反射波长的窄带光能够被反射回去，并通过F端口到达光电探测电路（10），此处光信号被转换为电信号，再经过前置放大电路（11）放大，进入模数转换电路（12）转换为数字信号输出，经FPGA（13）采集、滤波、解调后，在计算机（14）上得到分析与显示;所述泵浦源（1）为泵浦光源，中心波长为974.54nm，峰值功率为6.77dBm;所述掺铒光纤（3）线长20m，芯径3μm。