The utility model provides a fiber grating sensing experiment system based on composite beam structure, including broadband light source, the first optical fiber coupler, second fiber coupler and third fiber coupler, optical fiber grating demodulator, PC and composite beam wavelength tuning device, wherein, the composite beam wavelength tuning device comprises a cantilever beam and a beam of two fixed at the end of a fixed end beam and cantilever beam are respectively fixed on the three high as the top of the column, under the surface of the free end of the cantilever beam is arranged on the beam close to the midpoint of the two the same central wavelength of fiber Prague grating (FBG) on the surface are respectively arranged on the cantilever beam and the experimental system can not only improve. The strain sensing sensitivity, improve the linear relationship between input and output, but also can eliminate the cross sensitivity caused by the change of temperature, for the students It is of great significance to study the mechanism of FBG wavelength tuning and grasp the sensing mechanism of fiber Bragg grating sensors.
【技术实现步骤摘要】
基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统
本技术涉及光纤光栅
,具体涉及一种基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统。
技术介绍
光纤光栅是一种重要的无源光纤滤波器件,自从1978年诞生以来,因其具有与传输光纤天然兼容的优势和优良的波长编码性能,而被广泛地应用于光纤通信和光纤传感领域。其中,光纤布拉格光栅(FBG)是最典型且应用最广泛的一类光纤光栅,能够利用外界被测量变化引起的窄带反射光谱中心波长(布拉格波长)漂移,而实现应变、压力和温度测量。由于具有良好的温度和应力线性调谐特性,基于FBG可调谐滤波特性的光纤光栅传感技术目前已在石油化工、航空航天、电力电气、煤矿安全和土木建筑等工程应用领域崭露头角。作为一种典型的波长调制型光纤传感器,光纤光栅传感器具有多参量传感能力,在光纤传感技术中占有重要的一席之地。例如,利用FBG的应变效应,不仅可以直接测量应变、位移和压(重)力等机械量,还可以结合电致或磁致伸缩效应间接测量电压、电流和磁场等电(磁)学量。因此,在光电传感器原理及应用相关课程教学中,设计开发科学、合理的光纤光栅传感实验教学仪器,借此开展内容丰富的光纤光栅传感实验,对于学生深入研究和学习FBG的波长调谐机制,以及理解和掌握光纤光栅传感器的多参量传感机理具有重要意义。光纤布拉格光栅传感器的物理基础是FBG的可调谐滤波特性。基于各种弹性梁结构的机械调谐式FBG滤波器的相继诞生,有力地推动了光纤布拉格光栅传感器技术的发展。常见的弹性梁结构主要有三种基本类型,即悬臂梁、简支梁和扭梁。其中,扭梁因应变复杂和稳定性差等因素而较少使用,而基于悬臂梁和简支梁结构的FBG ...
【技术保护点】
一种基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统,其特征在于,包括宽带光源,第一光纤耦合器,第二光纤耦合器、第三光纤耦合器,光纤光栅解调仪,上位机以及复合梁波长调谐装置,其中,所述复合梁波长调谐装置包括悬臂梁和简支梁,所述悬臂梁的一个固定端和所述简支梁的两个固定端分别固定于三个等高的立柱顶端,所述悬臂梁的自由端紧贴设置于所述简支梁中点的下表面,两根中心波长相同的FBG分别设置于所述悬臂梁和所述简支梁的上表面,所述宽带光源经过所述第一光纤耦合器分成两路信号光,其中一路信号光经所述第二光纤耦合器的一个输入臂输入到悬臂梁上的FBG,该信号光的反射光经所述第二光纤耦合器的另一个输入臂输出到所述光纤光栅解调仪,所述上位机连接所述光纤光栅解调仪采集悬臂梁上的FBG反射光谱,从而获得悬臂梁上的FBG反射光谱中心波长,另一路信号光经所述第三光纤耦合器的一个输入臂输入到简支梁上的FBG,该信号光的反射光经所述第三光纤耦合器的另一个输入臂输出到所述光纤光栅解调仪,所述上位机连接所述光纤光栅解调仪采集简支梁上的FBG反射光谱,从而获得简支梁上的FBG反射光谱中心波长。
【技术特征摘要】
1.一种基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统,其特征在于,包括宽带光源,第一光纤耦合器,第二光纤耦合器、第三光纤耦合器,光纤光栅解调仪,上位机以及复合梁波长调谐装置,其中,所述复合梁波长调谐装置包括悬臂梁和简支梁,所述悬臂梁的一个固定端和所述简支梁的两个固定端分别固定于三个等高的立柱顶端,所述悬臂梁的自由端紧贴设置于所述简支梁中点的下表面,两根中心波长相同的FBG分别设置于所述悬臂梁和所述简支梁的上表面,所述宽带光源经过所述第一光纤耦合器分成两路信号光,其中一路信号光经所述第二光纤耦合器的一个输入臂输入到悬臂梁上的FBG,该信号光的反射光经所述第二光纤耦合器的另一个输入臂输出到所述光纤光栅解调仪,所述上位机连接所述光纤光栅解调仪采集悬臂梁上的FBG反射光谱,从而获得悬臂梁上的FBG反射光谱中心波长,另一路信号光经所述第三光纤耦合器的一个输入臂输入到简支梁上的FBG,该信号光的反射光经所述第三光纤耦合器的另一个输入臂输出到所述光纤光栅解调仪,所述上位机连接所述光纤光栅解调仪采集简支梁上的FBG反射光谱,从而获得简支梁上的FBG反射光谱中心波长。2.根据权利要求1所述的基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统,其特征在于,还包括可拆卸悬空臂,所述可拆卸悬空臂与所述悬臂梁平行设置,所述可拆卸悬空臂的固定端与所述悬梁臂的固定端固定于同一立柱顶端,所述可拆卸悬空臂的悬空端用于安装位移调谐机构或者压力调谐机构。3.根据权利要求2所述的基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:尚亮,刘欣,刘金鹏,张金月,
申请(专利权)人:曲阜师范大学,
类型:新型
国别省市:山东,37
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