[实用新型]啁啾光纤光栅传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感器测量技术领域，尤其是一种连续测量冲击波或爆轰波速度的啁啾光纤光栅传感器。

背景技术

爆轰波速度作为炸药特性参数之一，对流体动力学计算程序定标、化学动态燃烧模型、火箭推进剂研究、炸药的燃烧~爆轰过程研究和不同炸药界面爆轰特性研究具有重要的意义。此外，冲击波速度作为材料的动高压关键参数之一，对研究冲击波的传播规律、材料的动高压特性具有重要的作用。 

文献<微波干涉仪测量冲击波、爆轰波和材料运动>(Gene H. McCall, Wayne L. Bongnianni, and Gilbert A. Miranda. Microwave interferometer for shock wave, detonation, and material motion measurements. Rev.Sci.Instrument[J], 1985, 56(8):1612~1618.)报导了微波干涉仪测量冲击波速度、爆轰波速度和材料中的粒子速度，其利用从爆轰波阵面或冲击波阵面返回的信号与参考信号叠加，形成拍频信号，处理该拍频信号可得到爆轰波/冲击波的连续速度历史。该方法具有以下不足：（1）仅适用于线性波导中的爆轰波/冲击波速度测量；（2）不适用于金属材料和某些液体材料中爆轰波/冲击波速度测量；（3）微波的“光斑”尺寸有10 mm左右，对材料中爆轰波/冲击波速度测量有较大的影响；（4）无法在强电磁干扰特定环境下测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中微波干涉法测量冲击波或爆轰波速度存在的问题，提供了一种利用爆轰波/冲击波作用在啁啾光纤光栅上，使光纤光栅的长度减小从而使返回信号光幅度减弱的特性进行连续测量爆轰波或冲击波速度的啁啾光纤光栅传感器。 

本发明采用的技术方案如下：

一种啁啾光纤光栅传感器包括信号采集光路、光电转换器、数据采集卡、处理器，所述冲击波或爆破波作用于信号采集光路，所述信号采集输出端通过光电转换器、数据采集卡与处理器连接。

所述信号采集光路包括宽光谱光源、啁啾光纤光栅、光循环器，宽光谱光源输出端与光循环器第一端口连接，光循环器第二端口输入啁啾光纤光栅的啁啾光纤光栅反射光，光循环器第三端口通过光电转换器、数据采集卡与处理器连接。 

所述啁啾光纤光栅长度范围10 mm～100 mm，线宽范围5 nm～40 nm。 

啁啾光纤光栅传感器包括显示器，所述显示器与处理器输出端连接。 

所述宽光谱ASE激光器，其中宽光谱ASE激光器线宽为40 nm，工作波长为1545 nm±20 nm宽光谱连续光信号，功率为10mW左右 范围内平坦度小于0.1dB。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）通过光循环器将宽光谱光源发射的连续光信号照射到放置于测量环境中的啁啾光纤光栅，当测量环境中有爆轰波或冲击波冲击时，破坏啁啾光纤光纤长度，造成啁啾光纤光栅返回光信号的强度变弱，然后通过光循环将返回的光信号输出至光电转换器，最后通过处理器进行数据处理得到爆轰波或冲击波速度，本设计过程简单易于实现。

（2）本设计简单，效率高，并且通过不接触进行环境测量，方便简单。 

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中： 

图1是啁啾光栅传感器原理框图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

本发明相关说明： 

1、本发明中冲击波或爆轰波的速度范围是100m/s到10km/s。

2、宽光谱光源是宽光谱ASE激光器，其中宽光谱ASE激光器线宽为40 nm，工作波长为1545 nm±20 nm宽光谱连续光信号，功率为10mW左右 光谱平坦度小于0.1dB；