申请/专利权人:南京航空航天大学
申请日:2020-03-17
公开(公告)日:2020-11-24
公开(公告)号:CN111238553B
主分类号:G01D5/353(20060101)
分类号:G01D5/353(20060101)
优先权:
专利状态码:有效-授权
法律状态:2020.11.24#授权;2020.06.30#实质审查的生效;2020.06.05#公开
摘要:本发明公开了一种光纤光栅传感器波长解调方法,根据波长解调范围和精度需求确定一组具有固定频率间隔的扫频频点;在每一个扫频频点用微波信号对光纤光栅传感器的传感信号进行调制,令所生成的调制光信号通过色散元件后将其转换为电信号,并测量出该电信号相对于所述微波信号的相位变化;利用所测得的一系列相位变化数据通过相推法计算出相对时延,并根据相对时延的变化计算出所述光纤光栅传感器的波长漂移量。本发明还公开了一种光纤光栅传感器波长解调装置。相比现有技术,本发明可同时满足解调速度、解调分辨率与解调精度的要求。
主权项:1.一种光纤光栅传感器波长解调方法,其特征在于,根据波长解调范围和精度需求确定一组具有固定频率间隔的扫频频点;在每一个扫频频点用微波信号对光纤光栅传感器的传感信号进行调制,令所生成的调制光信号通过色散元件后将其转换为电信号,并测量出该电信号相对于所述微波信号的相位变化;利用所测得的一系列相位变化数据通过相推法计算出相对时延,并根据相对时延的变化计算出所述光纤光栅传感器的波长漂移量;所述扫频频点的固定频率间隔Δf和扫频点数N满足: 其中,ξλ为所需的波长解调精度,Δθ为所述相位变化测量的分辨率,Δλmax为所需的波长解调范围,τ0是波长为一预设参考波长λ0的光信号在所述色散元件中的传播时延,N0为任意正整数,D和L分别是所述色散元件的色散常数与长度;所述通过相推法计算出相对时延,具体按照以下公式: 其中,Tλ为所述光纤光栅传感器在中心波长为λ处的相对时延,f1,f2,…,fn为第1~n个扫频频点的频率,Φf,λ是在扫频频点f处所测量到的相位变化经相位展开后的相位值;根据相对时延的变化计算出所述光纤光栅传感器的波长漂移量,具体按照下式: 其中,Δλ为所述光纤光栅传感器的波长漂移量,Tλ0+Δλ、Tλ0分别为所述光纤光栅传感器在中心波长为λ0+Δλ和λ0处的相对时延。
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权利要求:
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