[发明专利]一种用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器及其使用方法

权利要求书

1.一种用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器，其特征在于：所述用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器(1)包括本征型光纤法珀腔(2)、硬聚氯乙烯制成的圆筒振子(3)，本征型光纤法珀腔(2)为一段单模光纤(4)熔接于两段长度相等的光纤布拉格光栅(5)中间，本征型光纤法珀腔(2)沿圆筒振子(3)长度方向整体粘贴于圆筒振子(3)的外圆周表面上。

2.如权利要求1所述的用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器，其特征在于：所述单模光纤(4)长度为20mm，所述圆筒振子(3)尺寸为长55.3mm、内径5.3mm、外径5.6mm。

3.如权利要求1所述的用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器，其特征在于：所述本征型光纤法珀腔(2)用丙烯酸酯整体粘贴于圆筒振子(3)的外圆周表面上。

4.如权利要求1至3任一项所述的用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：利用DFB激光器做为光源，通过调节DFB激光器控制系统使DFB激光器输出波长连续变化的窄带光，该组窄带光经过光路耦合器入射到用于液体介质的本征型光纤法珀振动传感器的本征型光纤法珀腔，本征型光纤法珀腔的反射光经光路耦合器入射到光电放大器获得该组窄带光的反射光谱，将反射光谱上峰值与相邻的最低值之间的谱带上曲率半径最大点确定为静态工作点，静态工作点对应的控制电压为静态工作点控制电压；

步骤二：调节控制电压到静态工作点控制电压，使本征型光纤法珀振动传感器工作在静态工作点，将本征型光纤法珀振动传感器置于待测液体环境中，圆筒振子耦合各个方向的外界动态振动信号，本征型光纤法珀腔腔长即单模光纤长度发生周期性变化，本征型光纤法珀腔的反射光光强形成周期性变化，反射光经光路耦合器入射到光电放大器输出随外界动态振动信号同步变化的输出信号，输出信号由数据采集卡采集成数字量后传输给计算机，计算机同时对本征型光纤法珀振动传感器实际工作点偏离静态工作点进行校正。

5.如权利要求4所述的使用方法，其特征在于步骤一中调节DFB激光器控制系统使DFB激光器输出波长连续变化的窄带光的方法为：计算机控制单片机循环输出控制电压信号给温控芯片LTC1923，温控芯片LTC1923做为数模转换器接收单片机的控制电压信号，温控芯片LTC1923控制DFB激光器内部的半导体制冷器和热敏电阻，改变DFB激光器输出的窄带光的波长，使DFB激光器输出波长连续变化的窄带光。

6.如权利要求4所述的使用方法，其特征在于步骤二中计算机同时对本征型光纤法珀振动传感器实际工作点偏离静态工作点进行校正的步骤为：

步骤A：计算机控制DFB激光器控制系统寻找本征型光纤法珀振动传感器静态工作点，获得即静态工作点控制电压V_q；

步骤B：采集数据并对数据进行分析处理，通过二阶数字滤波算法获得去除与被测振动信号同周期振动的解调信号后的实际工作电压V；

步骤C：将V与V_q进行比较，当|V-V_q|＞0.01时，返回到步骤A，当|V-V_q|≤0.01时，返回到步骤B。