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一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置及方法制造方法及图纸

技术编号:42307586 阅读:14 留言:0更新日期:2024-08-14 15:53
本发明专利技术属于振动传感技术领域,公开了一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置及方法。装置中,第一光源输出的激光被分为两束,一束经二次谐波产生器进行倍频产生二次谐波信号后,发送至锁频装置将第一光源输出的激光频率锁定在原子跃迁线上;另一束经相位调制器调制产生边带后入射至光谱仪得到原子频率标尺光谱信号;光纤振动传感器中产生的传感信号经环形器后入射至光谱仪得到振动光谱信号;光谱仪的输出端与计算单元连接,计算单元用于根据原子频率标尺光谱信号对振动光谱信号进行频率校准,得到校准后的振动加速度和频率。本发明专利技术提高了光纤振动传感器的测量精度,并可以应用于高温恶劣环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及振动传感,更具体地,涉及一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置及方法


技术介绍

1、振动传感器作为一种捕获环境振动信息检测装置,在航空航天试验器、工业领域中石油天然气开采、交通运输中的结构健康监测、地质灾害预警、以及地下矿井安全监测等领域有着巨大的应用前景和市场需求。准确获取振动加速度、频率等参数对保障设备结构的安全、稳定和可靠运行至关重要,尤其是在高温环境下。传统的商用电学振动传感器主要包括磁电式、压电式、电容式、电阻式,其共同点是抗电磁干扰能力差、测量频带窄、灵敏度低、需要供电、无法满足航空航天等高温恶劣环境中对振动的测量需求。因此,对适用于高温环境的振动传感测试方法提出迫切需求。

2、近年来,随着光电子技术和光纤传感技术的快速发展,光纤传感器以其抗电磁干扰能力强、灵敏度高、本质无源、耐高温等优势,成为探索高温振动传感器的首选。由于光纤振动传感器敏感元件的弹性模量、热传导系数、热膨胀系数、光折射率等物理性质在不同温度下会有较大差异,特别是在高温下可能会发生蠕变,所以目前国内外商用振动传感器均存在高温高压等极端环境下测不本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置,其特征在于,包括第一光源(101)、光隔离器(102)、分束器(103)、二次谐波产生器(104)、锁频装置(119)、滤波模块(118)、相位调制器(208)、第二光源(201)、环形器(202)、光谱仪(206)和计算单元(207);

2.根据权利要求1所述的一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置,其特征在于,所述锁频装置(119)包括:饱和吸收光谱装置(117)、锁相放大器(114)、混频器(115)和反馈环路(116),锁相放大器(114)用于输出正弦调制信号对第一光源(101)输出的激光信号进行调制;二次谐波产...

【技术特征摘要】

1.一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置,其特征在于,包括第一光源(101)、光隔离器(102)、分束器(103)、二次谐波产生器(104)、锁频装置(119)、滤波模块(118)、相位调制器(208)、第二光源(201)、环形器(202)、光谱仪(206)和计算单元(207);

2.根据权利要求1所述的一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置,其特征在于,所述锁频装置(119)包括:饱和吸收光谱装置(117)、锁相放大器(114)、混频器(115)和反馈环路(116),锁相放大器(114)用于输出正弦调制信号对第一光源(101)输出的激光信号进行调制;二次谐波产生器(104)输出的二次谐波信号经所述滤波模块(118)滤波后入射到饱和吸收光谱装置(117),饱和吸收光谱装置(117)产生的饱和吸收光谱与锁相放大器(114)输出的正弦调制信号经混频器(115)后产生混频信号,混频信号经所述反馈环路(116)反馈至第一光源(101)的调制端口,对其输出激光频率进行稳定。

3.根据权利要求2所述的一种基于原子频标的高温光纤振动传感器校准装置,其特征在于,所述饱和吸收光谱装置(117)包括偏振分光棱镜(107)、四分之一波片(108)、原子气室(109)、磁屏蔽筒(110)、衰减片(111)、零度高反镜(112)和光电探测器(113);所述磁屏蔽筒(110)用于放置原子气室(109)以隔离原子气室(109)周围环境中的电磁干扰;...

【专利技术属性】
技术研发人员:白建东郑永秋曹盛洁陈佳敏薛晨阳
申请(专利权)人:中北大学
类型:发明
国别省市:

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