[发明专利]一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统

说明书

本发明提供一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统，包括声信号探测装置，温度信号探测装置和与声信号探测装置、温度信号探测装置均连接的声温信号处理装置；声信号探测装置为窄带光源，温度信号探测装置为宽带光源，声温信号处理装置用于将声探测信号光和温度探测信号光耦合成一束后转为可探测光并分束转为电信号后采集处理。本发明为解决光纤传感器对动态的声参量与静态的温度参量进行同时测量，提出了一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统，该系统巧妙的使用双光源和两个波分复用器满足了利用一套系统即可同时测量声与温度两个参数，从而实现了光纤传感器声与温度双参量的同时测量。

技术领域

本发明涉及测量测试技术领域，具体涉及一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统。

背景技术

声和温度的测量在航空工业中有着重要的作用，例如对航空发动机进气道声场和喷嘴声辐射的测量可用于噪声控制，对温度的测量可用于健康监测和燃烧性能的控制。航空发动机的声学特性是具有高的声压级(SPL)，波音公司用于机身阵列的传感器的最大声压级可高达172dB。此外，进气口处压力和温度的变化都会影响航空发动机的稳定性和功率输出，因此同时测量声与温度这两个参数具有一定的意义。而目前用于航空工业领域的声参数测量主要是采用压阻式压力传感器，其缺点是功耗受压阻偏置器的影响，阵列规模难以扩大，并且容易受到电磁干扰。而光纤传感技术由于其具有电子无源、多路复用能力和在恶劣环境下的稳健性等优点，提供了一个理想的解决方案。在光纤传感技术中，光纤传感器在温度与压力双参量的测量、温度与应变双参量的测量、压力与应变双参量的测量方面已经得到了广泛的研究，如何实现光纤传感器声与温度两个参数的同时测量一直是备受困扰的问题。因为声信号是一个动态的瞬时信号，而温度信号是一个静态的缓变信号，要实现动态的声信号与静态的温度信号同时测量一直以来并没有很好的解决办法。

发明内容

本发明是为了解决声和温度的测量的问题，提供一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统，通过采用分布式反馈激光器和可调谐激光器作为双光源，既可以输出窄带光用于声信号的测量，又可以输出宽带光用于温度信号的测量；通过采用波分复用器实现不同波长的窄带光和宽带光的合束和分束，将光源产生的两束信号光进行耦合用于光纤传感器测量声信号和温度信号，然后又将探测到的声信号和温度信号进行分别转换、采集和处理，从而实现光纤传感器声与温度双参量的同时测量。本发明巧妙利用双光源和两个波分复用器，满足了利用一套系统即可同时测量声与温度两个参数，从而实现光纤传感器声与温度双参量的同时测量。

本发明提供一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统，包括声信号探测装置，温度信号探测装置和与声信号探测装置、温度信号探测装置均连接的声温信号处理装置；

声信号探测装置为窄带光源，温度信号探测装置为宽带光源，声信号探测装置用于对声信号进行探测并解调生成声探测信号光，温度信号探测装置用于对温度信号进行探测并解调生成温度探测信号光，声温信号处理装置用于将声探测信号光和温度探测信号光耦合成一束后转为可探测光并分束转为电信号后采集处理。

本发明所述的一种基于光纤传感器声与温度双参量同时测量系统，作为优选方式，声温信号处理装置包括与声信号探测装置、温度信号探测装置均电连接的第一波分复用器，与第一波分复用器光纤连接的光纤环形器，与光纤环形器光纤连接的光纤传感器，与光纤环形器的输出端口光纤连接的第二波分复用器，与第二波分复用器分别电连接的第一光电探测器、第二光电探测器，与第一光电探测器、第二光电探测器均电连接的采集卡和与采集卡电连接的信号处理单元；