[實用新型]一種基于布里淵相移檢測的動態應變測量裝置

有效

• 申請號: 201420006594.2
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN203719635U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 秦祖軍;熊顯名;葉松;蔣曲博;王新強;梁國令;呂媛
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

技術領域

本實用新型涉及動態應變測量技術，具體是一種基于布里淵相移檢測的動態應變測量裝置。

背景技術

基于光纖中布里淵散射效應的分布式傳感是近年來研究的熱點技術，它可以感知整條光纖傳感鏈路上應變的空間分布和隨時間變化的信息，在橋梁、建筑、大壩等重大結構的健康安全監測中有重要應用前景。基于傳感光纖中探測信號光與相向傳輸的泵浦光受激布里淵散射效應的布里淵分布光纖傳感器，增強了探測信號，改善了信噪比，傳感距離較遠。然而，縮短測量時間和提高應變動態測量范圍是其應用于結構健康安全監測的關鍵和難點。傳統上，該技術基于探測信號光的強度檢測，存在諸多不足：需要對泵浦光和探測信號光的頻率差進行掃頻以獲取傳感光纖的布里淵頻移；為提高檢測信號信噪比，需要對每個掃頻點信號進行取樣疊加平均以降低強度噪聲影響等。上述過程極為耗時，限制了其在動態應變測量中的應用。目前，該技術應用于測量動態應變的報道中，應用的是傳感光纖本征布里淵增益譜，對應的布里淵相移線性區極窄約～35MHz（對應～700με），大大限制了應變動態測量范圍。

實用新型內容

為克服上述基于受激布里淵散射效應的光纖傳感器在檢測時間和應變動態測量范圍方面的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于布里淵相移檢測的動態應變測量裝置，該裝置有效降低測量時間和大大提高應變動態測量范圍。

實現本實用新型目的的技術方案是：

一種基于布里淵相移檢測的動態應變測量裝置，包括順序連接的激光器、耦合器、微波電光頻移裝置、第一相位調制器、傳感光纖，耦合器與第二相位調制器、脈沖發生器、環形器、傳感光纖順序連接；

所述的環形器順序連接光電探測模塊、射頻解調模塊、信號處理模塊；

所述第一相位調制器順序連接射頻信號源、射頻解調模塊；

所述第一相位調制器通過第一摻鉺光纖放大器與傳感光纖連接；

第二摻鉺光纖放大器與脈沖發生器和環形器連接。

本實用新型的優點在于：

保持了傳統布里淵光纖傳感器結構及其在應變測量領域的優勢，通過引入兩個相位調制器分別實現光學外差檢測和泵浦光譜展寬，有效降低了測量時間和提高了應變動態測量范圍。

附圖說明

圖1為實施例中基于布里淵相移檢測的動態應變測量裝置的結構示意圖；

圖2為實施例中脈沖泵浦光波、探測信號光波頻譜分布示意圖；

圖3為實施例中頻譜展寬后的泵浦光產生的布里淵相移譜示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型內容作進一步闡述，但不是對本發明的限定。

實施例：

參照圖1，一種基于布里淵相移檢測的動態應變測量裝置，包括順序連接的激光器1、耦合器2、微波電光頻移裝置3、第一相位調制器4、傳感光纖6，耦合器與第二相位調制器10、脈沖發生器9、環形器7、傳感光纖6順序連接；

所述的環形器7順序連接光電探測模塊11、射頻解調模塊12、信號處理模塊14；

所述第一相位調制器4順序連接射頻信號源13、射頻解調模塊12。

所述第一相位調制器4通過第一摻鉺光纖放大器5與傳感光纖6連接。

設有第二摻鉺光纖放大器8與脈沖發生器9和環形器7連接。

（1）激光器1的光信號經耦合器分成兩路光波：第一路光波經微波電光頻移裝置3寬帶頻移后與第一相位調制器4連接，用于產生本振光波和探測信號光波，第一相位調制器4的第二輸入端與射頻信號源13連接，所述第一相位調制器4的輸出光波經第一摻鉺光纖放大器5放大后注入傳感光纖6，傳感光纖6的輸出端與環形器7的第二端口7-2連接；

第二路光波經第二相位調制器10頻譜展寬后與脈沖發生器9連接，用于產生寬帶布里淵脈沖泵浦光，脈沖發生器9的輸出光脈沖經第二摻鉺光纖放大器8放大后連接環形器7第一端口7-1注入傳感光纖6；

環形器7的第三端口7-3將本振光和探測信號光輸出至光電轉換模塊11，光電轉換模塊11產生的拍頻信號與射頻信號源13同時輸入射頻解調模塊12進行相干檢測獲取探測信號光的布里淵相移，最后由信號處理模塊14完成所述傳感光纖6應變信息的解調。

本實用新型基于探測信號光布里淵相移檢測測量傳感光纖動態應變裝置的原理如下：