[发明专利]一种光纤多裂缝监测系统及方法

权利要求书

1.一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：包括裂缝传感元件、光纤、外壳、连接器、光纤环形器、扫描激光器和光谱信号解调器，其中，所述外壳内设置有多个连接器，连接器通过光纤连接裂缝传感元件，光纤通过光纤环形器连接扫描激光器和光谱信号解调器，连接器固定在裂缝两端或易出现裂缝部位，连接器包括弹性体，所述弹性体随裂缝出现或生长发生弹性形变，带动光纤拉伸，产生的应变使得裂缝传感元件光谱展宽并向长波长方向漂移，光谱信号解调器接收后向反射光并进行解调，实现对多裂缝的同时监测。

2.如权利要求1所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：所述连接器包括壳体、连接器卡件和连接器主体，壳体与连接器卡件固连，保证连接器卡件及光纤只沿着轴向移动，防止其发生其他方向的滑动，连接器主体为弹性体设置于壳体中心位置。

3.如权利要求2所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：连接器卡件部分包括卡件，所述卡件设置于弹性体两侧，且固定在外壳内部，固定住光纤，连接器卡件部分设有空隙以放置足够长度的光纤，松弛程度与弹性体的拉伸长度相配合，以决定多裂缝传感器的量程。

4.如权利要求2所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：壳体中心开孔，壳体上设置有凹槽，连接器卡件设置于凹槽内。

5.如权利要求1所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：所述裂缝传感元件为CFBG，即栅格周期线性变化的宽光谱光纤光栅，并且CFBG的材质为聚合物光纤。

6.如权利要求1所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：光纤为聚合物光纤。

7.如权利要求1所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：所选激光器为可调谐F-P激光器，所述激光器连接至激光调制器，将F-P光源的光信号调制成脉冲信号。

8.如权利要求7所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：所述宽带光源经由光纤环形器进入传感光纤，CFBG的后向反射光经由光纤环形器从另一路进入FP腔，FP腔受到锯齿波的激励在每个周期内逐点扫描反射光，得到波长对应光强度的CFBG光谱。

9.如权利要求1所述的一种光纤多裂缝监测系统，其特征是：所述外壳为管状结构，与连接器连接部位设置有凹槽，以固定连接器。

10.基于如权利要求1-9中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：将光纤安装在待监测物体表面，连接器主体固定在裂缝两端或易出现裂缝部位，当裂缝出现或生长，连接器主体随之发生弹性形变，每个连接器的绝对位移，均为上一个连接器的绝对位移与该连接器的相对位移之和，与连接器连接的光纤受到拉伸，裂缝传感元件产生轴向应变，导致裂缝传感元件光谱展宽并且向长波长方向漂移，通过光谱信号解调仪得到的光谱信息，监测出裂缝的状态并定位，通过建立裂缝传感元件光宽度与裂缝尺寸之间的关系，实现多裂缝的同时监测。