[发明专利]一种对比型的匹配光纤布拉格光栅测超声波信号传感方法

摘要

本发明提供了一种对比型的匹配光纤布拉格光栅测超声波信号传感方法，包括传感和解调两部分；其中，传感部分主要通过与待检测结构件相耦合的传感光纤布拉格光栅来实现；解调部分包括光电转换、放大、采集、滤波、作差等信号处理。本发明主要用于航空航天飞行器结构件的损伤检测，具有灵敏度高，穿透力强，响应速度快，传输距离远，抗电磁干扰能力强等优点；相比于光纤布拉格光栅检测超声波系统，本发明利用对比型的匹配光纤布拉格光栅测超声波信号传感方法，系统的匹配光纤布拉格光栅可以有效的降低温度变化对传感光纤布拉格光栅的影响，提高系统稳定性和检测精度，对采集的两路信号作差，可以消除系统中的共模干扰，提高系统的信噪比。

主权项

一种对比型的匹配光纤布拉格光栅测超声波信号传感方法，将宽带光源(4)与传感光纤布拉格光栅(5)相连；压电超声探头发出超声波信号(1)作用于结构件(2)，使之产生超声波信号(3)，并使用传感光纤布拉格光栅(5)接收超声波信号(3)，反射出调制光信号(6)，调制光信号(6)分两路传输；其中一路通过匹配光纤布拉格光栅(7)输出温度补偿后的调制光信号(8)，温度补偿后的调制光信号(8)进入光电探测器(9)转换为第一电信号(11)；另一路直接进入光电探测器(10)转换为第二电信号(12)；第一电信号(11)与第二电信号(12)两路电信号到达后期信号分析处理(13)；其特征是：该方法包括以下步骤：其中宽带光源(4)输出的光信号进入传感光纤布拉格光栅(5)；压电超声探头发出超声波信号(1)作用于结构件(2)，在结构件(2)上传输超声波信号(3)，传感光纤布拉格光栅(5)感受到超声波信号(3)，符合传感光纤布拉格光栅(5)条件的窄带光被反射回去，输出的调制光信号(6)包含超声波信号；调制的光信号分为两路向后传输，其中一路调制光信号进入匹配光纤布拉格光栅(7)，匹配光纤布拉格光栅(7)与传感光纤布拉格光栅(5)处于同一温度场，二者温度变化相同，即匹配光纤布拉格光栅(7)实现了温度补偿，输出经过温度补偿后的调制光信号(8)，温度补偿后的调制光信号(8)进入光电探测器(9)转换为第一电信号(11)；另一路直接进入光电探测器(10)转换为第二电信号(12)；第一电信号(11)与第二电信号(12)两路电信号再进行后期信号分析处理(13)。