[發明專利]基于混沌BOCDA的溫度與應變同時測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201911377111.3
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111141414B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張建忠;劉雙雙;張曉程;張明江;喬麗君;王濤;高少華;李健
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01K11/322
• 分類號: G01K11/322;G01B11/16
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 趙江艷

1.一種基于混沌BOCDA的溫度與應變同時測量裝置，包括混沌激光器（1）、光纖耦合器（3）、第一偏振控制器（4）、第一電光調制器（5）、光延遲發生器（6）、第一光放大器（7）、光擾偏器（8）、傳感光纖（10）、第二偏振控制器（11）、第二光放大器（12）、信號發生器（13）、第二電光調制器（14）、第三光放大器（15）、光環形器（16）、濾波器（17）、光電探測器（18）、鎖相放大器（19）、任意脈沖函數發生器（20）、數據采集卡（21）和計算單元；

所述混沌激光器（1）的出射端與光纖耦合器（3）的入射端連接；光纖耦合器（3）的第一出射端與第一偏振控制器（4）的入射端連接；第一偏振控制器（4）的出射端與第一電光調制器（5）的光入射端連接；信號發生器（13）的射頻輸出端與第一電光調制器（5）的射頻入射端連接；第一電光調制器（5）的光出射端與光延遲發生器（6）的入射端連接；光延遲發生器（6）的出射端與第一光放大器（7）的入射端連接；第一光放大器（7）的出射端通過與光擾偏器（8）的入射端連接；光擾偏器（8）的出射端與傳感光纖（10）的一端連接；傳感光纖（10）的另一端與光環形器（16）的反射端連接；

光纖耦合器（3）的第二出射端與第二偏振控制器（11）的入射端連接；第二偏振控制器（11）的出射端與第二光放大器（12）的入射端連接；第二光放大器（12）的出射端與第二電光調制器（14）的光入射端連接；任意脈沖函數發生器（20）的射頻輸出端與第二電光調制器（14）和鎖相放大器（19）的射頻輸入端連接，用于給第二電光調制器（14）提供調制信號以及給鎖相放大器（19）提供鎖相參考信號；第二電光調制器（14）的光出射端與第三光放大器（15）的入射端連接；第三光放大器（15）的出射端與光環形器（16）的入射端連接；

光環形器（16）的出射端輸出的光信號經濾波器（17）濾波后被光電探測器（18）探測；光電探測器（18）的輸出的信號經鎖相放大器（19）進行采樣后由數據采集卡（21）進行AD轉化后輸出至計算單元，所述計算單元用于根據數據采集卡（21）采集得到的布里淵增益譜中的峰一和峰二的頻移，計算得到傳感光纖（10）中發生受激布里淵散射作用位置處的溫度信息和應變信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于混沌BOCDA的溫度與應變同時測量裝置，其特征在于，所述信號發生器（13）的射頻輸出端還與所述鎖相放大器（19）的射頻輸入端連接，用于使鎖相放大器（19）的數據采樣過程與第一電光調制器（5）的頻率掃描同步。

3.根據權利要求1所述的一種基于混沌BOCDA的溫度與應變同時測量裝置，其特征在于，還包括第一光隔離器（2）和第二光隔離器（9），所述第一光隔離器（2）設置在混沌激光器（1）的出射端與光纖耦合器（3）的入射端之間，所述第二光隔離器（9）設置在光擾偏器（8）的出射端與傳感光纖（10）的入射端之間。

4.根據權利要求1所述的一種基于混沌BOCDA的溫度與應變同時測量裝置，其特征在于，所述傳感光纖為LEAF光纖。

5.根據權利要求1所述的一種基于混沌BOCDA的溫度與應變同時測量裝置，其特征在于，混沌激光器（1）的中心波長為1550nm，光纖耦合器（3）為1×2光纖耦合器，其第一出射端與第二出射端的耦合比為90：10，第一電光調制器（5）和第二電光調制器（14）采用AZ-DK5-20-FFU-SFU-LV-SRF1W型強度調制器，光延遲發生器（6）采用ODG-101高精度可編程光延遲線，第一光放大器（7）、第二光放大器（12）、第三光放大器（15）采用摻鉺光纖放大器，光擾偏器（8）采用PCD-104型擾偏器，信號發生器（13）采用EXG-N5173B型信號源，濾波器（17）采用XTM-50帶寬波長可調型濾波器，光電探測器（18）采用PM100D探測計；所述任意脈沖函數發生器（20）用于發送脈沖信號至第二電光調制器（14）。