[发明专利]一种光纤干涉式检波器共振频率测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种光纤干涉式检波器共振频率测量装置及测量方法。该测量装置主要包括光源、隔离器、环形器、1×2光纤耦合器、光纤干涉型检波器、振动台、光电探测器、频域分析器。由光源发出的一束光，经过隔离器，从环形器的a端口进入，从环形器的b端口输出，进入一个1×2光纤耦合器，分成两束光，这两束光分别连接在光纤干涉型检波器内光纤干涉臂上。通过改变振动台的振动频率，带动光纤干涉型检波器以不同的频率振动。光纤干涉型检波器内光纤干涉臂反射光在耦合器中发生干涉，经过环形器的c端口输出，入射到光电探测器，然后进入频域分析器进行频谱分析。本发明测量速度快，提高了测量效率；测量精度高，动态响应范围大。

技术领域

本发明属于检测仪器领域，一种光纤干涉式检波器共振频率测量装置及测量方法。

背景技术

共振现象在日常生活、工业生产以及研究领域经常发生，共振频率是指一个物理系统在特定频率下，以最大振幅做振动的情形。换句话讲，共振频率是指发生共振现象时的频率。共振频率并不是固有频率。固有频率是某种物质特有的固定振动频率。所以，在达到最大振幅时，共振频率和固有频率才是相等的，但是两个概念却是不同的。

共振频率是检波器的一项重要性能指标，它的大小直接影响干涉仪的测量范围的大小，决定能检测信号的有效起始频率，所以测量检波器的共振频率是必要的。

为了测量光纤干涉式检波器的共振频率，通常采用的是测量灵敏度曲线的方法(N.Zeng,C.Z.Shi,et,al.A 3-component fiber-optic accelerometer for welllogging.Optics Communications 234(2004)153–162)，这种方法需要相位生成载波解调模块，并进行逐点扫描记录以获得整个灵敏度曲线，这种方式需要对解调模块进行调整，研发周期长且难度大，获取共振频率的耗时长。

发明内容

本发明目的在于提供一种光纤干涉式检波器共振频率测量装置及测量方法。本发明是针对光纤干涉式振动测量系统，提供一种快速准确测量光纤干涉型检波器共振频率装置及测量方法，从而达到确定其能检测信号的有效起始频率。

本发明之光纤干涉式检波器共振频率测量装置包括光源、隔离器、环形器、1×2光纤耦合器、光纤干涉型检波器、振动台、光电探测器和频域分析器，光源与隔离器连通，隔离器与环形器的a端口连通，环形器的b端口与1×2光纤耦合器连通，1×2光纤耦合器与光纤干涉型检波器连通，光纤干涉型检波器固定在振动台上；环形器的c端口与光电探测器连接，光电探测器与频域分析器连接。

开启光源，由光源发出的一束光，经过隔离器，从环形器的a端口进入，从环形器的b端口输出，进入一个1×2光纤耦合器，分成两束光，这两束光分别连接在光纤干涉型检波器内光纤干涉臂上；光纤干涉型检波器固定在振动台上，通过改变振动台的振动频率，带动光纤干涉型检波器以不同的频率振动，光纤干涉型检波器内光纤干涉臂反射光在1×2光纤耦合器中发生干涉，经过环形器的c端口输出，入射到光电探测器，然后进入频域分析器进行频谱分析。

本发明之光纤干涉式检波器共振频率测量方法，包括以下三个阶段：实施受迫振动、记录光电探测信号频谱分量、测定共振频率。

一、实施受迫振动，把设定的频率正弦信号施加在振动台上带动光纤干涉型检波器以该频率实施受迫振动；

二、记录光电探测信号频谱分量，振动台的幅度将振动台的振动频率从低频扫描到高频，记录光电探测信号的频谱分量；

三、测定共振频率，测定出上述频谱分量最多时振动台振动的频率从而检测出最佳共振频率。

本发明的有益效果：

一、测量速度快，提高了测量效率。

二、运用光纤干涉测量原理，测量精度高，动态响应范围大。

三、不用外加传感器，直接应用干涉光路进行测量，简单便捷。