[發明專利]一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201810093880.X
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108332785B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 唐才杰;王學鋒;藍天;卞賀明;王明超;崔留住
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01D5/26
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：包括掃描激光器(1)、保偏光纖耦合器(2)、傳輸光纖(3a)、光纖光柵傳感器模塊、光纖隔離器(8)、邁克爾遜光纖干涉儀(9)、45°對軸連接(10)、偏振分束器(11)、第一光電探測器(12a)、第二光電探測器(12b)、第三光電探測器(12c)、信號采集處理單元(13)；

掃描激光器(1)的輸出端口連接保偏光纖耦合器(2)的第一端口；保偏光纖耦合器(2)的第三端口連接傳輸光纖(3a)的第一端口，傳輸光纖(3a)的第二端口連接光纖光柵傳感器模塊；保偏光纖耦合器(2)的第四端口連接光纖隔離器(8)的輸入端口；光纖隔離器(8)的輸出端口連接邁克爾遜光纖干涉儀(9)的輸入端口，邁克爾遜光纖干涉儀(9)的輸出端口連接至第一光電探測器(12a)的輸入端口；保偏光纖耦合器(2)的第二端口和偏振分束器(11)的輸入端口進行45°對軸連接(10)；偏振分束器(11)的第一輸出端口連接至第二光電探測器(12b)，偏振分束器(11)的第二輸出端口連接至第三光電探測器(12c)；三只光電探測器(12a、12b、12c)均將信號輸出給信號采集處理單元(13)；

光纖光柵傳感器模塊用于測量光信號，然后輸出傳感干涉光信號。

2.根據權利要求1所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：所述光纖光柵傳感器模塊包括第一單模光纖耦合器(4a)、第一法拉第旋轉反射鏡(7a)、光分路器(5)、光纖光柵傳感器(6)；

傳輸光纖(3a)的第二端口連接第一單模光纖耦合器(4a)的第一端口；第一單模光纖耦合器(4a)的第三端口連接光分路器(5)的輸入端口，第一單模光纖耦合器(4a)的第四端口連接第一法拉第旋轉反射鏡(7a)；光分路器(5)的每一個輸出端口連接一路串聯的光纖光柵傳感器(6)。

3.根據權利要求1所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：所述邁克爾遜光纖干涉儀(9)包括第二單模光纖耦合器(4b)、第二法拉第旋轉反射鏡(7b)、延時光纖(3b)、第三法拉第旋轉反射鏡(7c)；

光纖隔離器(8)的輸出端口連接第二光纖耦合器(4b)的第一端口；第二光纖耦合器(4b)的第三端口連接第二法拉第旋轉反射鏡(7b)，第二光纖耦合器(4b)的第四端口連接延時光纖(3b)的第一端口，延時光纖(3b)的第二端口連接第三法拉第旋轉反射鏡(7c)，第二光纖耦合器(4b)的第二端口連接至第一光電探測器(12a)的輸入端口。

4.根據權利要求1所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：所述掃描激光器(1)為窄線寬波長掃描激光器。

5.根據權利要求1所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：所述掃描激光器(1)的輸出光為線偏振光或圓偏振光。

6.根據權利要求1所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：所述偏振分束器(11)第一輸出端口輸出的p偏振分量與偏振分束器(11)第二輸出端口輸出的s偏振分量的光功率比值為1：1。

7.根據權利要求2所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：在保偏光纖耦合器(2)的第二端口處，第一法拉第旋轉反射鏡(7a)的反射光的偏振態相對于窄線寬波長掃描激光器(1)的輸出光發生90°旋轉。

8.根據權利要求2所述的一種大規模光纖光柵傳感器的測量裝置，其特征在于：第一法拉第旋轉反射鏡(7a)的反射光經過保偏光纖耦合器(2)以1：1的光功率比值分別輸出給偏振分束器(11)的輸入光纖的快軸和慢軸。