[发明专利]一种超声振动的相移光纤光栅传感探测系统及其应用

权利要求书

1.一种超声振动的相移光纤光栅传感探测系统，其特征在于：所述超声振动的相移光纤光栅传感探测系统包括：窄线宽可调谐激光器、环形器、相移光纤光栅传感器和光电探测器；

所述窄线宽可调谐激光器与所述环形器的第一端口连接，所述相移光纤光栅传感器的一端与所述环形器的第二端口连接；

所述光电探测器的第一端口与所述相移光纤光栅传感器的另一端连接，第二端口与所述环形器的第三端口连接；

所述相移光纤光栅传感器直接贴在待测物体上；

其中，所述超声振动的相移光纤光栅传感探测系统包括A/D转换及数据采集卡和计算机；

所述光电探测器与所述A/D转换及数据采集卡连接，所述A/D转换及数据采集卡与计算机连接；

其中，由窄线宽可调谐激光器发出的激光从环形器的第一端口输入，从第二端口输出；

从环形器第二端口输出的光直接进入相移光纤光栅传感器，相移光纤光栅传感器产生的反射光再进入环形器的第二端口，从环形器的第三端口输出，再进入光电探测器的第二端口；

相移光纤光栅传感器的透射光直接进入光电探测器的第一端口；

A/D转换及数据采集卡对光电探测器的输出电压进行采集，将采集到的信号输入到计算机进行处理及振动信号的显示。

2.根据权利要求1所述的超声振动的相移光纤光栅传感探测系统，其特征在于：所述窄线宽可调谐激光器采用TLS激光器。

3.根据权利要求1所述的超声振动的相移光纤光栅传感探测系统，其特征在于：所述相移光纤光栅传感器中的相移光纤光栅在反射谱带阻中线宽为5-15pm，反射谱斜率为70-80nm^-1。

4.一种利用权利要求1至3任一所述超声振动的相移光纤光栅传感探测系统对物体中传播的超声波进行连续探测方法，其特征在于：所述方法包括：

S1，将相移光纤光栅传感器固定在待测物体上，连接好所述超声振动的相移光纤光栅传感探测系统中的各个仪器；

S2，调整窄线宽可调谐激光器的光波波长至相移光纤光栅的设计波长，在振动信号达到稳定状态时，固定窄线宽可调谐激光器的输出波长；

S3，A/D转换及数据采集卡对光电探测器的输出电压进行采集，将采集到的信号输入到计算机进行处理及振动信号的显示。

5.一种利用权利要求1至3任一所述超声振动的相移光纤光栅传感探测系统进行触发式实时探测的方法，其特征在于：所述方法包括：

L1,将相移光纤光栅传感器固定在待测物体上，连接好所述超声振动的相移光纤光栅传感探测系统中的各个仪器；

L2,超声波激发源采用具有触发同步信号输出的高压脉冲发生器，将同步信号接入所述A/D转换及数据采集卡的其中一路通道中，利用所述同步信号进行触发采集；

L3,调整窄线宽可调谐激光器的光波波长至相移光纤光栅的设计波长，利用所述A/D转换及数据采集卡触发采集得到实时的超声振动信号，在振动信号达到稳定状态时，固定窄线宽可调谐激光器的输出波长；

L4,超声振动的相移光纤光栅传感探测系统每次触发采集，记录下测到的超声波信号，进而得到激发源到接收点超声波传播的随时间变化的波动图。