光纤Fabry-Perot位移传感器的双波长非线性位移解调方法及系统
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201910407952.8
申 请 日：20190515
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400030 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20190813
公 开 号：CN110118532A
代 理 人：康海燕
代理机构：重庆华科专利事务所
摘 要：本发明公开一种光纤Fabry-Perot位移传感器的双波长非线性位移解调方法及系统,属于光纤传感技术领域。其中,系统包括：光纤Fabry-Perot位移传感器、两路波长可调谐激光器、两个光纤耦合器、光纤环形器、波分复用器、两个光电探测器和数据采集卡。方法包括以下步骤：1)获取两路反射谱；2)设置两路激光器工作波长,分别确定初始相位；3)反射谱相位转换、曲线拟合及求解反函数；4)分别计算光相位的改变量,确定腔长变化量；5)根据模型解调非线性位移。本发明能够提高传统光纤Fabry-Perot位移传感器的测量范围,解调精度高,能克服相位模糊的问题,解调灵活,能对解调结果的可靠性给予评价。
主 权 项：1.一种光纤Fabry-Perot位移传感器的双波长非线性位移解调方法,其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)获取两路反射谱：保证被测对象的振动位移未作用到光纤Fabry-Perot位移传感器上；两路激光器工作,数据采集卡采集光电探测器的输出电压V随各自对应的波长可调谐激光器波长λ变化的离散点数据,即两路反射谱；(2)设置两路激光器工作波长,分别确定初始相位：对反射谱进行傅里叶变换,计算Fabry-Perot腔腔长L,并分别设置两路激光器的工作波长,两个工作波长不能相同；然后根据光相位分别确定振动位移未作用到光纤Fabry-Perot位移传感器时的初相位φ10和φ20,其中na为Fabry-Perot腔腔内空气折射率；(3)反射谱相位转换、曲线拟合及求解反函数：根据将反射谱转换为输出电压V与光相位φ的离散点数据,并进行拟合,建立输出电压V与光相位φ的函数关系V(φ),求反函数得到光相位φ与输出电压V的函数关系V-1(φ)；(4)分别计算光相位的改变量,确定腔长变化量：两路激光器仍然同时保持步骤(2)中设置的工作波长输出,然后使被测对象的振动位移作用到光纤Fabry-Perot位移传感器上,分别记录振动位移作用到光纤Fabry-Perot位移传感器后两路光电探测器的输出电压,根据步骤(3)中光相位φ与输出电压的函数关系分别计算振动位移作用后的终相位φ11和φ21,然后结合初相位φ01和φ02分别得到两路激光的相位变化量Δφ1和Δφ2,并根据Fabry-Perot腔腔长L和两路激光器的工作波长分别计算出振动位移引起的Fabry-Perot腔腔长变化量ΔL1和ΔL2,即为被测对象在两路激光下的非线性振动位移量。
关 键 词：
法律状态：
IPC专利分类号：G01B11/02