[发明专利]一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统

权利要求书

1.一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统，其特征在于：包括光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1），光纤环形器（2），ASE宽带光源（3），FBG波长解调模块（FBGA）（4），其中光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）粘贴于待测物件表面，ASE宽带光源（3）的3dB带宽为40nm；ASE宽带光源（3）与光纤环形器（2）的A端口相连接；光纤环形器（2）B端口经与光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）相连，光纤环形器（2）的C端口与FBG波长解调模块（FBGA）（4）相连接；ASE宽带光源（3）输出的光通过光纤环形器，从光纤环形器的A端口进B端口出，到达光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1），符合光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）光栅中心波长的光被光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）反射后，又从B端口返回光纤环形器（2），从光纤环形器（2）C端口输出，进入FBG波长解调模块（FBGA）（4）进行快速的波长和功率测量；

其中光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）粘贴在待测物件表面，通过光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）测量物件所处的应变；

所述ASE宽带光源（3），中心波长为1550nm，3dB带宽为40nm；

光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）是一个振动传感器，传感光纤光栅的波长变化区间能够覆盖待测物件因动态应变而导致的光纤布拉格光栅（FBG）振动传感器（1）的中心波长变化范围，在全息体相位光栅结构中，由于没有任何活动部件，确保了稳定性和长期工作的可靠性；半导体InGaAs PIN光电二极管能够同时测量，无需扫描，从而确保了采样的高速性和信号的同时性；由于是内部校准，不需要外部的波长参考光路。

2.根据权利要求1所述的一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统，其特征在于：所述光纤环形器（2）回波损耗大于等于50dB。

3.根据权利要求1所述的一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统，其特征在于：所述的FBG波长解调模块（FBGA）（4）为波长解调模块，包括光谱分析单元、探测单元和电子处理单元。

4.根据权利要求3所述的一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统，其特征在于：光谱分析单元，它是对包含多个波长的复用信号进行波长成分的分离，采用透射型体相位光栅作为FBGA的光谱元件，实现连续的光谱测量。

5.根据权利要求3所述的一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统，其特征在于：探测单元，它作为光电探测器实现光信号到电信号的转换，采用高效的512象元半导体InGaAs PIN型光电二极管探测阵列，能够同时测量，无需扫描，从而确保高速采样和信号的同时性。

6.根据权利要求3所述的一种基于体相位光栅解调的光纤光栅振动传感系统，其特征在于：电子处理单元，它将前面获得的电信号进行处理输出，进而得到功率和波长的对应值，在其后所连接的计算机中进行存储显示。