[发明专利]一种基于同轴电缆布拉格传感器的分布式应变测量仪

权利要求书

1.一种基于同轴电缆布拉格传感器的分布式应变测量仪，包括终端器(1)，分布式同轴电缆布拉格传感器(2)，第一定向耦合器(3)，第二定向耦合器(4)，第一射频放大器(5)，第二射频放大器(8)，第一滤波器(6)，第二滤波器(7)，可调谐射频振荡器(9)，计算机(10)，其特征在于：终端器(1)和分布式同轴电缆布拉格传感器(2)构成分布式应变测量的敏感元件；第一定向耦合器(3)，第二定向耦合器(4)，第一射频放大器(5)，以及第一滤波器(6)构成正反馈系统；第二射频放大器(8)，第二滤波器(7)，可调谐射频振荡器(9)，以及计算机(10)构成可调谐射频信号源；

所述的分布式同轴电缆布拉格传感器(2)由若干个布拉格电栅间距不等的单体同轴电缆布拉格传感器通过同轴电缆级联而成；每个单体同轴电缆布拉格传感器对于射频信号反射的特征频率不同；每个单体同轴电缆布拉格传感器在外力的作用下，其反射信号的特征频率变化量随着应变的变化量而变化；

所述分布式应变测量仪能够根据测量信号的频分多路复用原理，提取分布式同轴电缆布拉格传感器(2)中各个单体同轴电缆布拉格传感器所承受的应变量，从而实现分布式应变测量；所述的终端器(1)与分布式同轴电缆布拉格传感器(2)的一端连接；

第一定向耦合器(3)的输入端与分布式同轴电缆布拉格传感器(2)的输出端连接；第一定向耦合器(3)的耦合端与第二定向耦合器(4)的输入端连接；第二定向耦合器(4)的输出端与第一射频放大器(5)的输入端连接；第一射频放大器(5)的输出端与第一滤波器(6)的输入端连接；第一滤波器(6)的输出端与第一定向耦合器(3)的输入端连接；计算机(10)通过USB总线或RS232总线与可调谐射频振荡器(9)的控制端连接；可调谐射频振荡器(9)的输出端与第二滤波器(7)的输入端连接；第二滤波器(7)的输出端与第二射频放大器(8)的输入端连接；第二射频放大器(8)的输出端与第一定向耦合器(3)的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于同轴电缆布拉格传感器的分布式应变测量仪，其特征在于：所述的终端器(1)与分布式同轴电缆布拉格传感器(2)构成分布式应变测量的敏感元件；终端器(1)作为负载元件消除由分布式同轴电缆布拉格传感器(2)透射的信号；敏感元件的输出信号为分布式同轴电缆布拉格传感器(2)的反射信号，由分布式同轴电缆布拉格传感器(2)的另一端输出。

3.根据权利要求1所述的基于同轴电缆布拉格传感器的分布式应变测量仪，其特征在于：所述的第一定向耦合器(3)，第二定向耦合器(4)，第一射频放大器(5)，以及第一滤波器(6)构成正反馈系统；所述的正反馈系统放大分布式同轴电缆布拉格传感器(2)的输出信号，提高整个应变测量系统的品质因数；第二定向耦合器(4)的耦合端为测量点，与频谱分析仪连接；频谱分析仪上能够实时显示分布式同轴电缆布拉格传感器(2)输出信号的频谱，频谱的变化能够有效地反映分布式同轴电缆布拉格传感器(2)上的应变变化。

4.根据权利要求1所述的基于同轴电缆布拉格传感器的分布式应变测量仪，其特征在于：所述的第二射频放大器(8)，第二滤波器(7)，可调谐射频振荡器(9)，以及计算机(10)构成可调谐射频信号源；所述的可调谐射频信号源在计算机(10)的控制下，输出给定的扫频信号；所述的可调谐射频信号源输出给定的扫频信号通过第一定向耦合器(3)发送给分布式同轴电缆布拉格传感器(2)。