[發明專利]共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201010296944.X
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102003944A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 苑立波;楊軍;周愛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G02B6/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，包括寬譜光源(1)、四端口光纖環行器(2)、可調菲索干涉儀(3)、導入/導出光纖(4)、光纖傳感器陣列(5)、光電探測器(6)、帶通濾波器(7)和信號處理單元(8)；可調菲索干涉儀(3)由梯度折射率透鏡(31)、可移動掃描反射鏡(33)構成，梯度折射率透鏡(31)與掃描反射鏡(33)之間有可調節距離(X)；光纖環行器(2)的四個端口(2a、2b、2c和2d)按順時針的順序，分別與寬譜光源(1)、可調菲索干涉儀(3)、導入/導出光纖(4)和光電探測器(6)相連；導入/導出光纖(4)的另一端連接光纖傳感器陣列(5)；光電探測器(6)的輸出端通過帶通濾波器(7)與信號處理單元(8)相連。

2.根據權利要求1所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的梯度折射率透鏡(31)具有一定的反射率和透射率。

3.根據權利要求1或2所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：被可調菲索干涉儀(3)調制的信號全部從光纖環行器(2)的第三端口(2c)輸出，而不能通過第一端口(2a)返回到光源；被光纖傳感器陣列(5)調制的信號全部從光纖環行器(2)的第四端口(2d)輸出，而不能通過第二端口(2b)返回到菲索干涉儀(3)。

4.根據權利要求1或2所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的光纖傳感器陣列(5)由若干個光纖傳感器(S₁-S_N)首尾相連串接構成，相鄰傳感器的連接端處形成部分反射鏡(R₀-R_N)。

5.根據權利要求3所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的光纖傳感器陣列(5)由若干個光纖傳感器(S₁-S_N)首尾相連串接構成，相鄰傳感器的連接端處形成部分反射鏡(R₀-R_N)。

6.根據權利要求1或2所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的光纖傳感器(S₁-S_N)是若干段端面切割良好、具有一定反射率的光纖，且各光纖的長度互不相同，但近似相等。

7.根據權利要求3所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的光纖傳感器(S₁-S_N)是若干段端面切割良好、具有一定反射率的光纖，且各光纖的長度互不相同，但近似相等。

8.根據權利要求4所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的光纖傳感器(S₁-S_N)是若干段端面切割良好、具有一定反射率的光纖，且各光纖的長度互不相同，但近似相等。

9.根據權利要求5所述的共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量裝置，其特征是：所述的光纖傳感器(S₁-S_N)是若干段端面切割良好、具有一定反射率的光纖，且各光纖的長度互不相同，但近似相等。

10.一種共路補償的多尺度準分布式白光干涉應變測量方法，其特征是：寬帶光源(1)發出的光經光纖環行器(2)進入可調菲索干涉儀(3)，一部分光被梯度折射率透鏡(31)的上表面反射，經光纖環行器(2)的第二端口(2b)和第三端口(2c)進入導入/導出光纖(4)；另一部分光透過梯度折射率透鏡(31)被掃描反射鏡(33)反射回梯度折射率透鏡(31)，其中一部分光透過梯度折射率透鏡(31)，經過經光纖環行器(2)的第二端口(2b)和第三端口(2c)進入導入/導出光纖(4)，另一部分光被梯度折射率透鏡(31)反射后再次到達掃描反射鏡(33)，依次類推，產生一系列具有相同光程差的信號；光程差的大小與可調節距離X有關，通過調節掃描反射鏡(33)的位置來改變；進入傳感器陣列(5)的傳感信號和參考信號被傳感器陣列(5)中相鄰部分反射鏡R_j和R_j+1反射，反射信號經光纖環行器(2)被光電探測器(6)探測；由于存在被掃描反射鏡(33)多次反射的參考光，在光電探測器(6)能接收到頻率為ω的一次反射干涉信號對應的倍頻干涉信號，通過帶通濾波器(7)的中心頻率和帶寬，根據需要選擇需要的信號。