[发明专利]一种用于光纤光栅应变传感器的在线校准装置和方法

摘要

本发明涉及一种用于光纤光栅应变传感器的在线校准装置和方法，属于计量测试与校准技术领域。装置包括模拟待测板、边界支撑构件、光纤光栅(FBG，Fiber Bragg Grating)应变传感器、第一传输光缆、光纤光栅解调仪表、上位机、激光镜头、第二传输光缆、激光扫描仪振动测试分析系统、激励装置和激励装置连接线。本发明的校准方法方便、快捷，特点是在线校准、原位校准和动态校准，这些特点使得其适合工程应用，可以为粘贴后的裸FBG传感器以及封装后的光纤光栅应变传感器提供动态灵敏系数；本发明也可以应用于检查传感器粘贴是否满足要求，对长期使用后的传感器，其还可以对其灵敏系数进行校正。

主权项

一种用于光纤光栅应变传感器的在线校准装置，其特征在于：包括模拟待测板、边界支撑构件、光纤光栅应变传感器、第一传输光缆、光纤光栅解调仪表、上位机、激光镜头、第二传输光缆、激光扫描仪振动测试分析系统、激励装置和激励装置连接线；模拟待测板为金属材料的矩形平板，通过螺栓和垫块安装在边界支撑构件上；光纤光栅应变传感器为线状结构，其直径为125um、长度为10‑15mm，用胶水在模拟待测板的中心位置沿平行于模拟待测板的自由边方向进行表面粘贴；光纤光栅应变传感器的尾纤经连接接头和第一传输光缆的一端连接，第一传输光缆的另一端接入光纤光栅解调仪表的光纤接头；光纤光栅解调仪表通过网线与上位机相连；光纤光栅解调仪表中的光源发出的宽带激光，经过第一传输光缆和光纤光栅应变传感器的尾纤到达光纤光栅应变传感器，传感器中的光纤光栅对激光进行反射后形成窄带反射光，窄带反射光又经光纤光栅应变传感器的尾纤和第一传输光缆进入光纤光栅解调仪表，光纤光栅解调仪表对窄带反射光信号进行解调，得到反射光中心波长的变化值，再将反射光中心波长的变化值经网线传输到上位机，上位机显示、记录反射光中心波长的变化情况，从而得到光纤光栅应变传感器的实际应变情况；激光镜头位于光纤光栅应变传感器的正上方，激光镜头通过第二传输光缆与激光扫描仪振动测试分析系统相连；激光扫描仪振动测试分析系统通过控制激光镜头中的反射镜转动角度来控制激光镜头所发出的激光光束的角度；激励装置放置在模拟待测板上方的任意位置，其对模拟待测板施加作用力使模拟待测板振动；激励装置中带有力传感器，力传感器发出的电信号通过激励装置连接线与激光扫描仪振动测试分析系统相连；