[发明专利]一种用于大型结构体准分布式光纤光栅温度应变测量系统

说明书

技术领域

本发明属于光纤测量技术领域，具体涉及一种用于大型结构体准分布式光纤光栅温度应变测量系统。

背景技术

温度和应变测量是光纤传感技术中较为活跃的开发领域。传统的电阻应变片、热电偶存在难于安装、难于布线、难于维护等缺点，并且测量范围较小，线缆布置复杂，易受电磁干扰，系统可靠性较低。而使用准分布式光纤光栅是有效的方法，光信号在光纤中传播，本征不带电，系统安全简单，不受电磁干扰，与传统电传感器形成鲜明对比的是，传统一个传感器就需要三到四根电缆线完成信号传输，而光纤传感只需要一根单模光纤就可以携带几十乃至上百个传感器。

光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。目前，这种传感技术已经广泛应用于航空航天、化学医药、水利水电等领域。

现有的光纤光栅测温度应变传感器注重单个传感器本身特性，而没有组成大型网络对结构体进行全面检测。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于大型结构体准分布式光纤光栅温度应变测量系统，可以有效检测大型复杂结构体各点温度变化以及应变集中的部位。

本发明采用的技术方案为：一种用于大型结构体准分布式光纤光栅温度应变测量系统，所述测量系统包括：微光Sm125光纤光栅解调仪、单模光纤跳线、光开关、布拉格光纤光栅传感器、以太网线和工控计算机；其中单模光纤跳线连接微光Sm125光纤光栅解调仪的四个并行输出通道和光开关的输入通道，用以传输光信号；光开关的每个输出端均串联多个中心波长不同的布拉格光纤光栅传感器；以太网线连接微光Sm125光纤光栅解调仪和工控计算机，将电信号从微光Sm125光纤光栅解调仪传输至工控计算机，最终由工控计算机计算解调得出温度及应变并显示出结果；微光Sm125光纤光栅解调仪内自带窄带扫描光源发出的激光通过单模光纤跳线传输至光开关的输入端，光开关的每一个输入端口对应四个输出端口，激光在这四个端口之间切换，并从光开关的某输出端口传出到达串联的布拉格光纤光栅传感器，每个布拉格光纤光栅传感器都会反射回特定波长的光并原路返回微光Sm125光纤光栅解调仪并由光电探测器接受转化为电信号，该电信号再由以太网线传输至工控计算机，最终工控计算机完成计算解调工作，得出并显示温度及应变信息。

优选的，所述微光Sm125光纤光栅解调仪四通道并行扫描，扫描激光范围为1510nm至1590nm，带宽80nm，解调精度为1pm。

优选的，所述光开关为4×16光开关，接头为APC，插入损耗小于等于1.0dB，重复性小于等于±0.05dB。

优选的，所述光开关每路输出解调范围均为1510nm至1590nm，以2nm为单位分隔，每路能够携带布拉格光纤光栅传感器为四十个，一套系统能够携带六百四十个。

优选的，所述布拉格光纤光栅传感器，每一个波长变化范围2nm，检测温度变化范围200℃，检测应变变化范围1500με。

本发明的原理在于：