[发明专利]叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量系统，其特征在于，包括光栅阵列传感器、多参量信号解调仪、上位机PC和环形复合材料冲击实验装置，所述光栅阵列传感器包括沿环形复合材料冲击实验装置周向设置的位置上下对应的振动传感器、温度传感器、应变传感器；.

所述的光栅阵列传感器将啁啾光栅阵列和超窄弱光栅阵列共用在一根单模光纤上；

相邻两个啁啾光栅阵列构成一个振动传感器，所述振动传感器采用的解调方式为相位解调；

所述温度传感器与应力传感器由单个超窄弱光栅阵列组成，采用的解调方式为波长解调；

所述多参量信号解调仪内的宽带光源与窄带激光通过波分复用装置连接，为系统提供光源，所述光源经由掺铒光纤放大器放大后输出至光环形器的第一端口；

所述光环形器的第二端口连接光栅阵列传感器，所述光栅阵列传感器用于接收光环形器的第二端口传输的光脉冲，并产生反射光脉冲；

所述光环形器的第三端口通过耦合器连接匹配干涉仪，所述匹配干涉仪用于对所述啁啾光栅阵列的相邻啁啾光栅的反射光脉冲进行干涉解调并获取反射光脉冲的干涉信号；

所述匹配干涉仪连接信号处理单元，所述信号处理单元用于处理匹配干涉仪解调后的反射光脉冲信号，并转化为上位机PC可识别的电信号；

所述信号处理单元连接上位机PC。

2.根据权利要求1所述的叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量系统，其特征在于，所述信号处理单元包括FPGA模块、信号采集装置和信号处理模块，所述FPGA模块分别连接信号采集装置和信号处理模块，所述FPGA模块用于产生触发信号，触发信号采集装置进行数据采集；所述信号处理模块用于对FPGA模块里面采集到的数据进行处理。

3.根据权利要求1所述的叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量系统，其特征在于，所述耦合器为3×3耦合器。

4.根据权利要求1所述的叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量方法，其特征在于，所述温度传感器采用将超短弱光栅阵列封装在金属套管的方式来消除外力影响。

5.一种利用权利要求1所述的叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量系统的测量方法，其特征在于，测量振动信息的方法包括以下步骤：

A1、通过窄带激光发射光脉冲，获取啁啾光栅阵列的反射光脉冲；

A2、对反射光脉冲进行干涉解调，获取反射光的干涉信号；

A3、通过反射光脉冲的干涉信号变化，获取相邻啁啾光栅阵列间的相位变化信息；

A4、通过相位信息的变化获取复合材料表面的振动信息。

6.一种利用权利要求1所述的叶片飞脱冲击复合材料的光栅阵列多参量测量系统的测量方法，其特征在于，测量温度、应变信息的方法包括以下步骤：

B1、通过宽带光源进行波长扫描，获取啁啾光栅阵列的每个光纤光栅的光谱；

B2、根据每个光纤光栅的光谱，得到每个光纤光栅的中心波长；

B3、检测每个光纤光栅的中心波长的变化信息，获取复合材料表面的温度、应变信息。