[发明专利]一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法

摘要

本发明提供了一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法，其目的在于提高光纤光栅在变温环境下的检测精度，扩大光纤光栅传感器在声发射检测领域的应用，所述传感方法包括：传感和解调两部分；其中，传感部分主要通过与待检测材料相耦合的传感光纤光栅来实现；解调部分包括光电转换、放大、采集、处理等。本发明主要用于结构健康监测以及结构重要部件的损伤检测，相比于采用窄带光源的功率型光纤光栅声发射传感系统，本发明自带温度补偿，可有效减小温度变化对光纤光栅传感器的影响，提高光纤光栅传感器的检测精度，同时降低了设备成本，利于实际工程应用。

主权项

一种自带温度补偿的匹配型光纤光栅声发射传感方法，将掺铒光纤激光器（4）与匹配光纤布拉格光栅（5）相连，输出温度补偿后的窄带光信号（6）到达传感光纤布拉格光栅（7）；外界作用（1）作用于金属或复合材料（2），使之产生声发射信号（3），并使用传感光纤布拉格光栅（7）接收声发射信号（3），反射出调制光信号（8）；调制光信号（8）进入光电探测器（9）转换为电信号（10），到达后期信号分析处理（11）；其特征是包括以下步骤：其中掺铒光纤激光器（4）输出的光经匹配光纤布拉格光栅（5）后，只有符合匹配光纤布拉格光栅（5）中心波长的窄带光被反射出去，匹配光纤布拉格光栅（5）与传感光纤布拉格光栅（7）处于同一温度场，二者温度变化相同，即匹配光纤布拉格光栅（5）实现了温度补偿，输出经过温度补偿后的窄带光信号（6），到达传感光纤布拉格光栅（7），使其处于工作点，即反射谱3dB带宽处；当外界作用（1）到达金属或复合材料（2）时，会引起后者内部产生微裂纹，同时伴随有声发射信号（3），该声发射信号被耦合于金属或复合材料（2）表面的传感光纤布拉格光栅（7）接收到，引起传感光纤布拉格光栅（7）的中心波长发生变化，输出调制光信号（8），该调制光信号（8）被光电探测器（9）转换为电信号（10），再进行后期信号分析处理（11）。