[发明专利]一种光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力控制方法及自动控制调节系统，属于光纤传感技术领域。方法包括如下步骤：预设张力F给比较环节，比较环节对张力F和检测返回的张力F’进行比较，依据结果向控制器发送控制指令；控制器向张力执行器发送执行指令，张力执行器根据指令调节施加在“有源”光纤光栅上的张力；“有源”光纤光栅上的张力值被检测装置实时监测并反馈给比较环节；比较环节根据反馈结果和设定值的差异再次发送控制指令，重复上述流程直到光栅上的张力值与设定的张力值相等。本方法通过构建张力反馈控制回路实现一种具有张力自动控制调节的系统，保证施加在光纤激光水听器“有源”光纤光栅上的张力稳定可控。

技术领域

本发明涉及一种光纤激光水听器封装张力控制方法及自动控制调节系统，尤其涉及一种光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力控制方法及自动控制调节系统，属于光纤传感技术领域。

背景技术

光纤激光水听器依托“有源”光纤光栅技术，将“有源”光纤光栅作为敏感元件，在掺铒或铒镱共掺光纤上刻写具有一定相移的光纤布拉格光栅形成分布反馈式光纤激光器。通过检测外界声压作用于该激光器谐振腔后引起的相移变化获得水声信号。“有源”光纤光栅作为光纤激光水听器探头的核心敏感元件，在封装过程中需要持续施加稳定的预张紧力，目前该预张紧力大多采用被动施加方法，即在光纤光栅封装前，先将光纤光栅一端的尾纤固定，然后用拉力计拉拽光纤光栅的另一端尾纤至所需张力后，将该端光纤固定，该方法操作简单，但是对周围环境要求较高，需要平台稳定，附近无振动源，光纤固定工装变形量微小，并且光纤张力无法实时观测和调整，该方法虽然能够实现预紧张力的施加，但是张力施加效果并不理想，往往偏离预设值，并且张力偏离预设值的偏差是随机的，很难控制不同探头“有源”光纤光栅张力施加的一致性，严重影响了探头性能。因此，如何精确控制“有源”光纤光栅预张紧力是光纤激光水听器探头封装必须解决的重要技术之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力控制技术。该技术采用主动张力施加方法，设计一种具有张力反馈功能的张力自动控制调节系统，保证施加在光纤激光水听器“有源”光纤光栅上的张力稳定可控。

本发明的另外一个目的在于提供一种光纤激光水听器张力自动控制调节系统。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力控制方法，包括如下步骤：

步骤(1)、预设张力F给比较环节，比较环节对设定的张力F和张力检测装置返回的张力F’进行比较，根据比较结果向控制器发送控制指令；

步骤(2)、控制器根据接收的控制指令向张力执行器发送执行指令，张力执行器根据执行指令调节施加在“有源”光纤光栅上的张力；

步骤(3)、“有源”光纤光栅上的张力值被张力检测装置实时监测并反馈给比较环节；

步骤(4)、比较环节根据张力反馈结果和设定值的差异向控制器再次发送控制指令，重复上述步骤(1)至步骤(3)的流程，直到“有源”光纤光栅上的张力值与设定的张力值相等。

一种光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力反馈自动控制调节系统，包括：控制系统、执行反馈系统和“有源”光纤光栅测试机架，所述控制系统与所述执行反馈系统通过导线连接，所述执行反馈系统与“有源”光纤光栅测试机架机械连接，所述控制系统包括用于接收反馈信息并完成数值比较的比较器和用于发送指令的控制器，所述执行反馈系统包括用于执行控制器的指令的执行器和用于检测并反馈信息给比较器的检测装置。

上述光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力反馈自动控制调节系统中，所述比较器和控制器均由使用LABVIEW程序的上位机控制系统控制，所述比较器为上位机，所述控制器为单片机控制器。

上述光纤激光水听器“有源”光纤光栅封装张力反馈自动控制调节系统中，所述执行器为电动滑台。