【技术实现步骤摘要】
可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法及系统
[0001]本专利技术属于光纤传感
,具体涉及可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法。
技术介绍
[0002]光纤光栅传感器具有本质安全、抗电磁干扰、体积小、重量轻、易于实现多点准分布式测量等优点,在航天器、飞机、基础设施等的结构健康监测中具有广泛的应用。
[0003]在动应变、振动监测应用中,需要对光纤光栅传感器中心波长的高速变化进行测量。其中基于可调谐激光器的光纤光栅高速解调方法,具有解调频率高(可达1kHz~100kHz及以上)、光信号功率大、可测传感器通道数目多、成本相对较低等优势,是光纤光栅传感器中心波长高速变化测量的重要方法。
[0004]基于可调谐激光器的光纤光栅高速解调方法,激光器发出的激光经过光器件和光纤输入到光纤光栅传感器中,光纤光栅传感器的反射光信号再经过光纤和光器件到达光纤光栅解调设备中的光电探测器,其中光纤光栅解调设备和光纤光栅传感器之间的光纤长度难以事先确定,该段光纤的传输时延会导致波长测量误差,且该误差随光纤光栅解调频率的增加以及光纤长度的增加而增大。在光纤光栅高速解调时,光纤传输时延导致的波长测量误差影响较大,需要进行补偿。
[0005]现有的补偿方法,采用不同解调频率的光纤光栅解调仪进行对比测试,该方法增加了光纤光栅解调设备和对比测试时间,成本高、效率低;或者实测光纤光栅解调仪和光纤光栅传感器之间的光纤长度,根据光纤长度和激光器波长扫描速度进行计算补偿,这种方法受光纤长度测量精度的限制,补偿精度较
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:包括以下步骤,可调谐激光器的波长扫描包括波长由小增大的正向扫描和波长由大减小的反向扫描,记录正向扫描得到的光纤光栅中心波长值测量值反向扫描得到的光纤光栅中心波长测量值波长补偿值为根据波长补偿值对正向扫描和反向扫描得到的光纤光栅中心波长值测量值的测量误差进行补偿。2.据权利要求1所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:所述补偿后的光纤光栅中心波长为于:所述补偿后的光纤光栅中心波长为3.据权利要求1所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:所述步骤(1)之后,重复N次步骤(1),N≥1,得到多个正向扫描得到的光纤光栅中心波长值测量值多个反向扫描得到的光纤光栅中心波长测量值波长补偿量为4.根据权利要求1所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:所述第j(j>N)次激光器波长扫描时的误差补偿量,使用第(k
‑
N+1)~k次波长扫描时的测量数据计算获得:5.根据权利要求1
‑
4任一所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:所述可调谐激光器的正向扫描速度S
+
和反向扫描速度S
‑
满足S
+
=
‑
S
‑
。6.根据权利要求5所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:满足:S
+
(2nL/c)<(λ
B
‑
λ
min
),其中,L为可调谐激光器光纤光栅解调仪和待测光纤光栅传感器之间的光纤长度,λ
B
为光纤光栅传感器中心波长,λ
min
为可调谐激光器波长范围最小值,n为光纤的折射率,c为真空中的光速。7.根据权利要求5所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:满足:S
+
(2L/c)<λλ
max
‑
λ
B
),其中,λ
max
为可调谐激光器波长范围最大值。8.根据权利要求5所述的可调谐激光器光纤光栅解调仪的时延误差补偿方法,其特征在于:所述|S
+
[2n(L
n
‑
L
m
)/c]|<|λ
B,n
‑
λ
B,m
|,其中,λ
【专利技术属性】
技术研发人员:王学锋,唐才杰,何远清,卞贺明,梁宏光,崔留住,王甫,蓝天,杨勇,阚宝玺,
申请(专利权)人:北京航天控制仪器研究所,
类型:发明
国别省市:
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