[发明专利]用于补偿光纤光学测量装置的方法和光纤光学测量装置

说明书

技术领域

本申请一般涉及用于借助于在光学光纤中嵌入的传感器检测测量变量的光学测量装置，并且特别是涉及一种用于在光纤光学测量系统中补偿的方法。本申请还涉及一种用于实施补偿方法的光纤光学测量系统。

背景技术

在高精度测量系统中光纤光学传感器显得越来越重要。在此考虑一个或多个在光导光纤中嵌入的传感器，例如光纤Bragg光栅，以便检测通过力学量引起的光学光纤的延伸，并且以便由此可以检测力、扭矩、负荷、压力状态等。

在光纤传感器中集成的传感器元件以在适合的波长范围中的光射线照射，其中根据传感器元件的设计和作用于传感器元件上的力学量由传感器反射射入光的一部分并且可以提供给分析处理单元。通过作用的力延伸光导光纤，并且光纤Bragg光栅的反射波长或传输波长发生变化。所述波长变化可以在分析单元中检测，并且考虑用于检测对传感器单元的机械作用。

在传感器元件上反射的光束或通过传感器元件传输的光束的强度和/或波长范围现在具有特征，所述特征通过施加的力学量影响。集成到光学传感器光纤中的光纤光学传感器元件此外针对传感器光纤的延伸是敏感的，由此影响由传感器元件反射的或通过传感器元件传输的波长谱。

光学光纤并由此在光纤中的光学传感器元件的延伸和/或光纤Bragg光栅结构的变化从现在起不仅依赖于测量的力学量例如力，而且也可能通过不期望的干扰变量例如温度波动影响。由此值得期望的是，消除或至少抑制在检测额定变量时影响测量精度的干扰变量。

发明内容

本发明提供一种按照权利要求1的用于在光纤光学测量装置中进行补偿的方法。此外本发明提供具有独立权利要求5特征的温度补偿的光纤光学测量装置。

按照一个实施形式，本发明提供一种用于补偿例如用于温度补偿被设计来检测力学量的光纤光学测量系统的方法，其包括∶在光纤光学测量系统中提供第一和至少一个第二光纤Bragg光栅，其分别具有一个Bragg波长；以一次光照射光纤Bragg光栅；如此以力学量作用于第一和第二光纤Bragg光栅，使得通过所述力学量改性所述光纤Bragg光栅的Bragg波长；借助于具有上升和下降的滤波沿的光学滤波机构将第一和第二二次光滤波，所述第一和第二二次光通过所述一次光引起并且通过光纤Bragg光栅的Bragg波长根据所述力学量而改性，其中第一光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在上升滤波沿的范围中，而第二光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在光学滤波机构的下降滤波沿的范围中；检测经滤波的第一和第二二次光的强度；分析处理经滤波的第一和第二二次光的检测的强度；以及由强度分析处理确定所述力学量。

按照另一实施形式，本发明提供一种用于检测力学量的光纤光学测量装置，包括：第一和至少第二光纤Bragg光栅，其分别具有根据施加的力学量的Bragg波长；一次光光源，用于以一次光照射光纤Bragg光栅；光学滤波机构，用于将由所述一次光引起并且通过Bragg波长改性而由第一和第二光纤Bragg光栅发出的第一和第二二次光滤波，其中，光学滤波机构具有至少一个上升和至少一个下降的滤波沿，并且其中，第一光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在上升滤波沿的范围中，而第二光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在光学滤波机构的下降滤波沿的范围中；以及光学检测机构，用于检测经滤波的第一和第二二次光的强度；以及分析处理单元，用于分析处理经滤波的第一和第二二次光的检测的强度以及由强度比较确定所述力学量。

附图说明

各实施例在附图中示出并且在以下说明中进一步阐明。附图中示出：

图1一种传感器光纤，其包含构成为光纤Bragg光栅的用于测量光纤延伸的集成传感器元件；

图2传感器反射响应，其通过在光纤内的在图1中示出的集成传感器元件引起；

图3按照一个实施例的具有光源、光纤耦合器和检测装置的光纤光学测量装置的示意方框图；

图4按照另一个实施例的温度补偿的光纤光学测量系统的方框图；

图5按照又一实施例的总结在过滤图中的作为波长的函数和对于不同负荷情况的获得的信号幅度的滤波传递曲线；以及

图6按照又一实施例的用于阐明用于温度补偿被设计来检测力学量的光纤光学测量系统的方法的流程图。

在附图中，相同的附图标记表示相同或功能相同的构件或步骤。

具体实施方式

在下文中更详细地参照本发明的不同实施形式，其中在附图中阐明了一个或多个例子。