[发明专利]一种高分辨率光纤应变传感器及测量方法

摘要

本发明公开了一种高分辨率光纤应变传感器及测量方法，首先窄带光源的输出光传输至所述光分束器；所述光分束器按1:1的能量比进行分束，其中一路输出光束传输至所述涡旋光转换器，作为参考臂；另一路输出光束传输至所述传感光路，作为传感臂；所述参考臂和传感臂输出的光束经所述光合束器完成干涉；干涉后的图案经所述线阵CCD相机采集后传输至所述处理终端进行数字图像处理，从干涉图案中解调出应变变化量信息。该光纤应变传感器具备极高的应变分辨率，同时由于线阵CCD相机的使用具备了极高的响应速率，在应变变化率很高的情况下也能保证系统的可靠运行。

主权项

1.一种高分辨率光纤应变传感器，其特征在于，所述传感器包括窄带光源、光分束器、涡旋光转换器、传感光路、光合束器、线阵CCD相机和处理终端，其中：所述窄带光源的输出光传输至所述光分束器；所述光分束器按1:1的能量比进行分束，其中一路输出光束传输至所述涡旋光转换器，作为参考臂；另一路输出光束传输至所述传感光路，作为传感臂；所述参考臂和传感臂输出的光束经所述光合束器完成干涉；其中，在所述参考臂中，所述涡旋光转换器将所述光分束器输出的光转化为涡旋光束，并准直输出；在所述传感臂中，所述传感光路对外部环境进行响应，使得传感光路的传输相位发生变化，输出光束经过准直装置后得到准直的高斯光束；且所述参考臂和传感臂输出的准直光光斑尺寸一致，通过所述光合束器实现干涉，生成稳定的干涉图案；干涉后的图案经所述线阵CCD相机采集后传输至所述处理终端进行数字图像处理，从干涉图案中解调出应变变化量信息，具体包括：所述处理终端提取相邻两帧干涉图案之间亮点的位移信息，建立该位移信息与应变变化量的关系，并通过检测亮点的位移大小解调得到应变的变化量信息。