[實用新型]一種光纖干涉式檢波器共振頻率測量裝置

有效

• 申請號: 201720352734.5
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN206601180U
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 付群健;常天英;張瑾;崔洪亮;陳建冬;白楊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01H13/00
• 分類號: G01H13/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型屬于檢測儀器領域，一種光纖干涉式檢波器共振頻率測量裝置。

背景技術

共振現象在日常生活、工業生產以及研究領域經常發生，共振頻率是指一個物理系統在特定頻率下，以最大振幅做振動的情形。換句話講，共振頻率是指發生共振現象時的頻率。共振頻率并不是固有頻率。固有頻率是某種物質特有的固定振動頻率。所以，在達到最大振幅時，共振頻率和固有頻率才是相等的，但是兩個概念卻是不同的。

共振頻率是檢波器的一項重要性能指標，它的大小直接影響干涉儀的測量范圍的大小，決定能檢測信號的有效起始頻率，所以測量檢波器的共振頻率是必要的。

為了測量光纖干涉式檢波器的共振頻率，通常采用的是測量靈敏度曲線的方法(N.Zeng,C.Z.Shi,et,al.A 3-component fiber-optic accelerometer for well logging.Optics Communications 234(2004)153–162)，這種方法需要相位生成載波解調模塊，并進行逐點掃描記錄以獲得整個靈敏度曲線，這種方式需要對解調模塊進行調整，研發周期長且難度大，獲取共振頻率的耗時長。

發明內容

本實用新型目的在于提供一種光纖干涉式檢波器共振頻率測量裝置。本實用新型是針對光纖干涉式振動測量系統，提供一種快速準確測量光纖干涉型檢波器共振頻率裝置，從而達到確定其能檢測信號的有效起始頻率。

本實用新型包括光源、隔離器、環形器、1×2光纖耦合器、光纖干涉型檢波器、振動臺、光電探測器和頻域分析器，光源與隔離器連通，隔離器與環形器的a端口連通，環形器的b端口與1×2光纖耦合器連通，1×2光纖耦合器與光纖干涉型檢波器連通，光纖干涉型檢波器固定在振動臺上；環形器的c端口與光電探測器連接，光電探測器與頻域分析器連接。

開啟光源，由光源發出的一束光，經過隔離器，從環形器的a端口進入，從環形器的b端口輸出，進入一個1×2光纖耦合器，分成兩束光，這兩束光分別連接在光纖干涉型檢波器內光纖干涉臂上；光纖干涉型檢波器固定在振動臺上，通過改變振動臺的振動頻率，帶動光纖干涉型檢波器以不同的頻率振動，光纖干涉型檢波器內光纖干涉臂反射光在1×2光纖耦合器中發生干涉，經過環形器的c端口輸出，入射到光電探測器，然后進入頻域分析器進行頻譜分析。

本實用新型之光纖干涉式檢波器共振頻率測量方法，包括以下三個階段：實施受迫振動、記錄光電探測信號頻譜分量、測定共振頻率。

一、實施受迫振動，把設定的頻率正弦信號施加在振動臺上帶動光纖干涉型檢波器以該頻率實施受迫振動；

二、記錄光電探測信號頻譜分量，振動臺的幅度將振動臺的振動頻率從低頻掃描到高頻，記錄光電探測信號的頻譜分量；

三、測定共振頻率，測定出上述頻譜分量最多時振動臺振動的頻率從而檢測出最佳共振頻率。

本實用新型的有益效果：

一、測量速度快，提高了測量效率。

二、運用光纖干涉測量原理，測量精度高，動態響應范圍大。

三、不用外加傳感器，直接應用干涉光路進行測量，簡單便捷。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2是本實用新型的測量方法流程圖。

圖3是振動臺在不同頻率振動時頻域分析器所得的頻譜信息圖。

圖4是隨著振動臺進行掃頻振動時諧波分量信息圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括光源1、隔離器2、環形器3、1×2光纖耦合器4、光纖干涉型檢波器5、振動臺6、光電探測器7和頻域分析器8，光源1與隔離器2連通，隔離器2與環形器3的a端口連通，環形器3的b端口與1×2光纖耦合器4連通，1×2光纖耦合器4與光纖干涉型檢波器5連通，光纖干涉型檢波器5固定在振動臺6上；環形器3的c端口與光電探測器7連接，光電探測器7與頻域分析器8連接。

開啟光源1，由光源1發出的一束光，經過隔離器2，從環形器的3的a端口進入，從環形器3的b端口輸出，進入一個1×2光纖耦合器4，分成兩束光，這兩束光分別連接在光纖干涉型檢波器5內光纖干涉臂上；光纖干涉型檢波器5固定在振動臺6上，通過改變振動臺6的振動頻率，帶動光纖干涉型檢波器5以不同的頻率振動，光纖干涉型檢波器5內光纖干涉臂反射光在1×2光纖耦合器4中發生干涉，經過環形器3的c端口輸出，入射到光電探測器7，然后進入頻域分析器8進行頻譜分析。