[发明专利]一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准装置及方法

权利要求书

1.一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准方法，该方法采用纹影法和光声效应，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、脉冲激光器向铝板发射脉冲激光信号；

S2、铝板接收脉冲激光信号，并产生光声信号；

S3、水听器接收铝板产生的光声信号，得到光声信号的各频率所占比重，具体为：测量激光照射铝板产生的光声信号，对其进行频谱分析，结合水听器自身的频响曲线，得到光声信号的各频率所占比重；

S4、光纤光栅传感器同时接收铝板产生的光声信号，结合水听器测出的各频率所占比重，获得光纤光栅传感器的频响曲线相对分布曲线，具体为：光纤光栅传感器放在铝板另一侧，与水听器同时接收来自铝板的脉冲声波，通过傅里叶变换后得到频域上各频率的分布，结合水听器测出的各频率所占比重获取光纤光栅传感器频响曲线相对分布曲线，光纤光栅传感器频响曲线相对分布曲线即光纤光栅传感器的各频率分布信号强度值与水听器得到的光声信号各频率所占比重相除所得；

S5、利用纹影法获得设定频率点的光纤灵敏度；

S6、结合光纤光栅传感器的频响曲线相对分布曲线与设定频率点测得的光纤灵敏度，获得校准后的光纤光栅传感器灵敏度曲线。

2.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准方法，其特征在于，S6中对于光纤光栅传感器的频响曲线相对分布曲线，将各频率对应的光纤光栅传感器频响信号相对值均与设定频率点测得的光纤灵敏度相乘，最终获得校准后的光纤光栅传感器灵敏度曲线。

3.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准方法，其特征在于，步骤S5包括以下步骤：

S501、点聚焦换能器向液体样本发射聚焦声场；

S502、脉冲激光器向受聚焦声场影响的液体样品发射激光；

S503、纹影法光学模块在像平面成像后，用摄像头进行声场拍摄，测得中心频率焦点处声压，获得设定频率点测得的光纤灵敏度。

4.根据权利要求3所述的一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准方法，其特征在于，所述的摄像头为高速摄像头ICCD。

5.根据权利要求1所述的一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准方法，其特征在于，S5中利用纹影法获得设定频率点的光纤灵敏度即获得所测频率范围内所有频率点的光纤灵敏度。

6.一种采用权利要求1～5任一项所述的一种光纤光栅传感器检测灵敏度的无扰动校准方法的无扰动校准装置，其特征在于，该装置包括脉冲激光器、铝板、水听器、光纤光栅传感器、点聚焦换能器和纹影法光学模块，所述的脉冲激光器向铝板发射脉冲激光信号，所述的铝板接收脉冲激光信号并产生光声信号，所述的水听器和光纤光栅传感器分别接收铝板的光声信号，所述的点聚焦换能器向液体样本发射聚焦声场，同时利用纹影法光学模块获得中心频率焦点处声压。