[发明专利]干涉型光纤传感器的相位测量方法及装置

权利要求书

1.一种干涉型光纤传感器的相位测量方法，其特征在于包括：利用两种不同波长的光源获得干涉型光纤传感器的两组干涉信号，用3×3耦合器对两个不同波长的干涉信号分别进行相位解调得到其对应的卷绕相位，然后通过双波长干涉原理求解出等效波长的相位，最后利用等效波长的相位对发生卷绕的相位进行补偿，得到所述光纤传感器所测量的真实相位；

相位解调及补偿步骤如下：

(1)利用3×3耦合器对不同波长的干涉信号分别进行相位解调，得到卷绕相位，假定两种波长为λ₁和λ₂，对应的相位为θ₁和θ₂；为所述光纤传感器探测臂和参考臂之间的光程差；

(2)将两束光的相位作差：

上式中的为等效波长；设a_i(i＝0,1,2,3...)是相位差发生跳变的点，a_i(i＝0,1,2,3...)的分布可以通过计算或实验得到，利用a_i(i＝0,1,2,3...)的值来标定波长λ₁和波长λ₂发生相位卷绕的区间，对波长λ₁和波长λ₂的相位曲线进行相应的补偿，得到波长为λ₁和λ₂的探测光真实的相位值；

对波长λ₁的相位补偿方法如下，在等效波长的相位分布中，当Δθ的值在(a₀,a₁)区间内，波长λ₁的相位未发生卷绕，不进行补偿；当Δθ的值在(a₂,a₃)或(a₄，a₅)区间内，波长λ₁的相位发生一次卷绕，则对区间的相应的波长λ₁的相位加2π；当Δθ的值在(a₆,a₇)或(a₈，a₉)区间内时，波长λ₁的相位发生两次卷绕，则对区间的相应的波长λ₁的相位加2×2π，以此类推。

2.一种干涉型光纤传感器的相位测量装置，其特征在于包括：第一激光器(1)和第二激光器(2)，所述第一激光器(1)和第二激光器(2)的输出端经光纤与第一2×2光纤耦合器(3)的输入端连接，第一2×2光纤耦合器(3)的输出端经隔离器(4)与第二2×2光纤耦合器(5)的一个输入端连接，第二2×2光纤耦合器(5)的输出端与3×3耦合器(6)的一个输入端连接，3×3耦合器(6)的两个输出端分别连接探测臂(7)和参考臂(8)，经探测臂(7)和参考臂(8)反射的光进入到3×3耦合器(6)后分别经3×3耦合器(6)的两个输出端进入第一波分复用器(12)和第二波分复用器(15)，由3×3耦合器(6)的另一个输出端口输出的探测光和参考光进入第二2×2光纤耦合器(5)，所述探测光和参考光经第二2×2光纤耦合器(5)的一个输出端进入第三波分复用器(9)，第一至第三波分复用器(12，15，9)用于根据波长将第一激光器(1)和第二激光器(2)发出的光分开，第一激光器(1)发出的光进入第一光电探测器(10)、第三光电探测器(13)和第五光电探测器(16)，第二激光器(2)发出的光进入第二光电探测器(11)、第四光电探测器(14)和第六光电探测器(17)，第一至第六光电探测器对光进行光电转换，所述第一至第六光电探测器的输出端经多通道采集器(18)与计算机(19)连接，使用所述计算机(19)对相应的电信号进行处理。