[实用新型]一种光纤光栅应变检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤光栅传感领域，特别涉及一种光纤光栅应变检测装置。

背景技术

可调谐光纤Fabry-Perot滤波器(FFP)已广泛应用于传感光栅的信号解调，其中，该滤波器可由Lorentz谱线形状的带通响应描述，典型的3dB谱线宽为0.3nm，工作范围为几十个纳米。

可调谐光纤Fabry-Perot腔由压电陶瓷驱动，且施加周期性的锯齿波电压信号用以改变腔长，以实现对确定区域的波长进行周期性的滤波扫描。它可以对测量范围内各光纤Bragg(布拉格衍射)光栅传感元的波长信息进行依次查询，而且将所测波长信息与偏移前波长信息进行比较，得到各传感元的波长偏移量，利用偏移量与所测量间的变化关系，便可判断对应传感元件所感测物理量变化的大小，达到解调的目的。

但采用FFP可调谐滤波器解调的光纤光栅解调系统，目前解调速度为5Hz,工作范围为几十个纳米，不能满足日益增强的大规模应变传感监测系统的需求。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的光纤光栅解调系统解调速度慢、光源带宽小的问题，本实用新型提出了一种光纤光栅应变检测装置。

本实用新型的光纤光栅应变检测装置，包括：复合光源、耦合器、光环形器、声光可调谐滤波器、转换驱动装置、基准光栅、光开关、光纤光栅应变传感器，复合光源与耦合器耦合连接；

耦合器通过光环形器与基准光栅相连；光环形器通过声光可调谐滤波器与转换驱动装置相连；基准光栅通过光开关与光纤光栅应变传感器相连。

在上述技术方案中，转换驱动装置包括：光电转换模块、信号处理模块、射频驱动控制器，声光可调谐滤波器通过光电转换模块与信号处理模块相连；

射频驱动控制器分别与声光可调谐滤波器、信号处理模块相连。

在上述技术方案中，转换驱动装置还包括运算放大电路，光电转换模块通过运算放大电路与信号处理模块相连。

在上述技术方案中，复合光源包括两块不同光谱范围的宽带光源。

在上述技术方案中，耦合器为波导式光纤耦合器。

在上述技术方案中，耦合器的开角在30°以内。

在上述技术方案中，光环形器为三端口光环形器。

在上述技术方案中，声光可调谐滤波器包括单轴双折射晶体、压电换能器、高频信号源，压电换能器粘合在单轴双折射晶体的一侧；高频信号源对压电换能器进行射频作用。

在上述技术方案中，光电转换模块为PIN光电二极管。

在上述技术方案中，基准光栅为未封装的光纤光栅。

本实用新型的光纤光栅应变检测装置，基于AOTF(声光可调谐滤波器)全光谱范围的解调技术设计的光纤光栅传感、解调系统，跟目前基于FFP(可调谐光纤滤波器)技术的光纤光栅传感、解调系统相比，大大提高了系统的传感、解调范围，解决了光纤光栅传感大规模应用的瓶颈问题。

AOTF(声光可调谐滤波器)可以选择任何一个波长范围进行连续扫描，可以根据被测光纤光栅传感的有效波段进行选取扫描，缩短了扫描时间，解决了光纤光栅高速传感解调的问题。AOTF为全固态分光器件，无移动部件，抗震性能好，采用全密封设计，对环境影响(如应变、湿度、粉尘等)不敏感，仪器工作稳定，解决了目前采用FFP(可调谐光纤滤波器)技术的光纤光栅应变传感解调系统的温度漂移问题。

附图说明

图1是本实用新型的光纤光栅应变检测装置的结构图；

图2是现有技术中的声光可调谐滤波器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的几个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为了解决现有技术中存在的光纤光栅解调系统解调速度慢、光源带宽小的问题，本实用新型提出了一种光纤光栅应变检测装置。

如图1所示，本实用新型的光纤光栅检测装置包括：复合光源10、耦合器20、光环形器30、声光可调谐滤波器40、转换驱动装置50、基准光栅60、光开关70、光纤光栅应变传感器80，复合光源10与耦合器20耦合连接；耦合器20通过光环形器30与基准光栅60相连；光环形器30通过声光可调谐滤波器40与转换驱动装置50相连；基准光栅60通过光开关70与光纤光栅应变传感器80相连。