光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法技术

技术编号:22051219 阅读:45 留言:0更新日期:2019-09-07 13:57
本发明专利技术公开一种光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法,采用普通单模光纤及空芯光子晶体光纤相邻布设作为传感光纤,利用两种光纤温度、应变频移系数不一致,从变温荷载作用引起的瑞利散射频谱漂移中分别获取温度、应变带来的频移,在得到温度变化值的同时得到应变值,实现了温度、应变的同时测量,有效克服了光纤传感中温度应变交叉敏感的问题,满足了变温环境中应变精准测量的需求。

Measurement Method of Eliminating Cross Sensitivity of Temperature and Strain in Optical Fiber Sensing

【技术实现步骤摘要】
光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法
本专利技术涉及光纤传感领域,尤其涉及一种光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法。
技术介绍
凭借自身体积小、质量轻,使用方便,抗电磁干扰等优势,光纤传感技术在工程、电力、军事等众多领域有着广泛的应用,具有广阔的应变前景,在一定程度上是衡量一个国家信息化程度的重要标志。目前,无论是普遍使用的光纤光栅传感器还是分布式传感技术中,解调的光学参量对温度和应变都是敏感的,导致传感测量时无法有效区分温度的变化及产生的应变,即存在着温度应变交叉敏感的问题。然而,在实际工程应用中,温度和应变总是同时存在的,交叉敏感问题的存在使得单一的温度或应变测量精度降低,造成一些光纤监测网络的事故误判,由此带来了许多不必要的损失。解决交叉敏感问题,对于光纤传感技术的发展具有十分重要的意义。单模光纤传感器中通常额外布设一根松弛的温度补偿光纤,以扣除该光纤光学参量变化的方案消除温度变化的影响,光纤光栅传感技术中则多使用多波长法、双参量法、具有特殊性能光纤光栅法等方案解决温度应变交叉敏感问题。这些方法虽然都有效区别了温度、应变,但增加了传感器的复杂程度和成本,在测量精度、简易本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将一段普通单模光纤作为第一传感光纤放入松套管,粘贴于待测件表面,在变温环境中进行温度标定,得到普通单模光纤的温度频移系数;(2)将一段空芯光子晶体光纤作为第二传感光纤放入松套管,粘贴于待测件表面,将第二传感光纤在与第一传感光纤相同的变温环境中进行温度标定,计算得到空芯光子晶体光纤的温度频移系数;(3)将第一传感光纤和第二传感光纤的裸光纤粘贴于待测件表面,第一传感光纤和第二传感光纤等间隔相邻布设,置于一恒定温度下,并在变化的荷载作用下进行应变标定,计算得到普通单模光纤的应变频移系数和空芯光子晶体光纤的应变频移系数;...

【技术特征摘要】
1.一种光纤传感中消除温度应变交叉敏感的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将一段普通单模光纤作为第一传感光纤放入松套管,粘贴于待测件表面,在变温环境中进行温度标定,得到普通单模光纤的温度频移系数;(2)将一段空芯光子晶体光纤作为第二传感光纤放入松套管,粘贴于待测件表面,将第二传感光纤在与第一传感光纤相同的变温环境中进行温度标定,计算得到空芯光子晶体光纤的温度频移系数;(3)将第一传感光纤和第二传感光纤的裸光纤粘贴于待测件表面,第一传感光纤和第二传感光纤等间隔相邻布设,置于一恒定温度下,并在变化的荷载作用下进行应变标定,计算得到普通单模光纤的应变频移系数和空芯光子晶体光纤的应变频移系数;(4)变温、荷载作用下,采用OFDR装置分别采集第一传感光纤和第二传感光纤中的瑞利散射频移量,根据公式及计算应变值Δε及温度变化值ΔT,其中,Δν1及Δν2分别为普通单模光纤及光子晶体光纤的瑞利散射频移量,及为单模光纤的温度频移系数及应变频移系数,及为光子晶体光纤的温度频移系数及应变频移系数,且温度频移系数或应变频移系数差异超过20%。2.根据权利要求1所述的光纤传感中消除温度...

【专利技术属性】
技术研发人员:王辉文张晓磊温永强张晓乔
申请(专利权)人:武汉隽龙科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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