[发明专利]一种大尺度复合材料应变空间高密度监测方法及系统

权利要求书

1.一种大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，包括：扫描激光器、测试干涉光路、信号采集模块、信号处理系统和光纤传感器，其特征在于，所述的光纤传感器是由一根刻有等波长光栅子阵复合阵列的光纤构成，该光纤长度大于100m，所述的等波长光栅子阵复合阵列是由N个光栅子阵串联而成，每个光栅子阵之间的间隔低于1mm，且每个光栅子阵的波长不相同，所述的光栅子阵由物理长度小于1cm，空间密度低于1mm，总数大于1000个波长相等的光栅组成。

2.一种大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，包括：扫描激光器、测试干涉光路、信号采集模块、信号处理系统和光纤传感器，其特征在于，所述的光纤传感器是由一根刻有多波长光栅子阵复合阵列的光纤构成，该光纤长度大于100m，所述的多波长光栅子阵复合阵列是由n个复合光栅子阵串联而成，每个复合光栅子阵之间的间隔低于1mm，且每个复合光栅子阵的波长相同，所述的复合光栅子阵由物理长度小于1cm，空间密度低于1mm，总数大于1000个波长不同的光栅组成，光纤上光栅子阵总数大于10。

3.根据权利要求1或2所述的大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，其特征在于，所述的扫描激光器是一个窄线宽波长线性扫描激光器，且波长范围覆盖所述的光纤传感器中的所有光栅的波长。

4.根据权利要求1或2所述的大尺度复合材料应变空间高密度监测系统，其特征在于，所述的测试干涉光路包括第一2*2光纤耦合器、第二2*2光纤耦合器、第三2*2光纤耦合器、光纤线圈、第一法拉第反射镜、第二法拉第反射镜和第三法拉第反射镜，扫描激光器的输出光经过第一2*2耦合器后分为两路，一路进入第二2*2光纤耦合器后分成两路传输，并分别经第一法拉第反射镜和第二法拉第反射镜反射后在第二2*2光纤耦合器输出端产生参考干涉信号；另一路进入第三2*2光纤耦合器后分成两路传输，一路传输光经第三法拉第反射镜反射，另一路进入光纤传感器且传输光由光纤上的各个光栅反射，两路返回光在第三2*2光纤耦合器输出端产生携带应变信息的干涉信号。

5.一种大尺度复合材料应变空间高密度监测系统的应变测试方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：将刻有等波长光栅子阵复合阵列或刻有多波长光栅子阵复合阵列的光纤敷设于待测复合材料需要应变测试的区域内；

步骤2：扫描激光器的输出光经过第一2*2耦合器后分为两路，一路进入第二2*2光纤耦合器后分成两路传输，一路光经光纤线圈后经第一法拉第反射镜反射，另一路经第二法拉第反射镜反射，两路反射光在第二2*2光纤耦合器输出端产生参考干涉信号；第二路进入第三2*2光纤耦合器后分成两路传输，一路传输光经第三法拉第反射镜反射，另一路进入光纤传感器且传输光由光纤上的各个光栅反射，两路返回光在第三2*2光纤耦合器输出端产生携带应变信息的干涉信号。

步骤3：两路干涉信号经过信号采集模块后形成数字信号输入信号处理系统进行相应信号处理。