CN103048039B - 分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置 - Google Patents

分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置 Download PDF

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分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，包括压电陶瓷振动源与数据采集测试系统，在压电陶瓷振动源正负极引出两根用于连接信号发生器的导线，所述压电陶瓷振动源粘在缠绕的紧包光纤环上，所述紧包光纤环的光纤两头各熔接一个FC/APC光纤跳线接头，所述压电陶瓷振动源通过传感光路接入数据采集测试系统。本发明的有益效果为：通过压电陶瓷片作为振动源，可方便、准确调节信号振动波形和频率；在容置盒内设置海绵吸收噪声，振动产生的噪声低、振动小，同时可远离干涉光路，基本不会对光路造成干扰；可用于传感器标定，提供光纤振动传感器重要指标——频响曲线；装置结构简单、成本低廉。

Description

分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置
技术领域
本发明涉及一种频响标定装置，特别涉及分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置。
背景技术
光纤传感技术将光纤技术与检测技术集成为一体，具有“感”、“传”合一、强抗电磁干扰、电绝缘、抗腐蚀、耐高温、信号衰减小、多参数测量（温度、应力、振动、位移、转动、电磁场、化学量和生物量等）等特点，应用广泛。
近年来，改进的宽光谱干涉技术发展迅速。由宽光谱光纤干涉原理制成的振动传感器具有抗干扰、环境适应性强、灵敏度高、振动响应范围大、振动加速度响应范围大等优势，因此可应用在各类振动传感、振动监测领域。
但该系统对外界声音、微振动敏感，使用常规的测量方式，比如利用各种振动形式的振动响应，造成系统响应饱和，导致缺乏有效的手段对光路系统测试，因此很难获取准确的传感器频率响应关系。
发明内容
本发明的目的在于提出一种分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，以解决分布式宽光谱光纤干涉振动传感器易受振动、噪音影响而无法精确测量频率响应的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，包括压电陶瓷振动源与数据采集测试系统，在压电陶瓷振动源正负极引出两根用于连接信号发生器的导线，所述压电陶瓷振动源粘在缠绕的紧包光纤环上，所述紧包光纤环的光纤两头各熔接一个FC/APC光纤跳线接头，所述压电陶瓷振动源通过传感光路接入数据采集测试系统。
优选的，所述整个频响标定装置置于容置盒内，所述容置盒采用塑料盒，所述紧包光纤环的跳线接头和所述压电陶瓷振动源的导线接头引出在容置盒外。
优选的，紧包光纤环为光纤盘绕成的半径4cm的环，盘绕环数为3环以上。
优选的，所述容置盒内填充有海绵。
本发明的有益效果为：通过压电陶瓷片作为振动源，可方便、准确调节信号振动波形和频率；在容置盒内设置海绵吸收噪声，振动产生的噪声低、振动小，同时可远离干涉光路，基本不会对光路造成干扰；可用于传感器标定，提供光纤振动传感器重要指标——频响曲线；装置结构简单、成本低廉。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的系统连接示意图；
图3是利用本发明测量前的原信号波形；
图4是采用小波降噪方式降噪得到的正弦波振动响应的曲线图。
图中：
1、光纤跳线接头；2、导线；3、紧包光纤环；4、压电陶瓷片；5、容置盒；6、信号发生器；7、压力振动源；8、传感光路；9、数据采集测试系统。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至4所示，给出了本发明的一个具体实施例。
分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，包括压电陶瓷振动源与数据采集测试系统，
图1所示为本发明结构示意图，图中，压电陶瓷振动源的压电陶瓷片4和粘在其上的紧包光纤环3均置于容置盒5内，所述容置盒5采用工程塑料盒，在压电陶瓷振动源的正负极引出两根用于连接信号发生器的导线2，所述紧包光纤环3的光纤两头各熔接一个FC/APC光纤跳线接头1，所述紧包光纤环3的光纤跳线接头1和所述压电陶瓷振动源的导线2接头引出在容置盒5外，容置盒5中充满海绵减少噪音泄漏；所述紧包光纤环3为光纤盘绕成的半径4cm的环，盘绕环数为3环。
如图2所示为本发明各系统连接示意图，图中，所述信号发生器6连接到压力振动源7，所述压力振动源7通过传感光路8传输信号到数据采集测试系统9。
如图3所示为利用本发明测量前的原信号波形，图4是采用小波降噪方式降噪得到的正弦波振动响应的曲线图。
本发明的使用方法为：标定装置的导线2连接信号发生器6，由信号发生器控6制振动波形和频率，标定装置的光纤接入分布式宽光谱光纤振动传感器振动传感部分，光纤通过粘贴在压电陶瓷片4传感相应的振动信号，由数据采集测试系统9进行波形分析。
具体为：信号发生器6设定输出频率从10Hz~15kHz，波形可选择为正弦波、方波等，电压幅度从1V~10V设定，然后选择输出波形，输出探头分别连接本装置的导线2两端。
本发明的光纤跳线接头1按照串联方式接入分布式宽光谱光纤振动传感光路8部分，同时注意该装置尽量远离分布式宽光谱光纤振动传感光路干涉部分。
运行分布式宽光谱光纤振动传感系统，观察光强波形输出，记录其响应波形峰-峰值、信号频率。若响应光强信号较弱，可通过：（1）调整信号发生器输入电压方式；（2）增加紧包光纤盘绕圈数；（3）信号降噪方式等获取适当信号。
采用本发明的分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，可保证每次振动效果基本一致，振动形式和频率精确可控，成本低廉。因此，采用本发明的分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置可以有效地进行分布式宽光谱光纤振动传感器的振动响应标定。

Claims (4)

1.分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，包括压电陶瓷振动源与数据采集测试系统，其特征在于：在压电陶瓷振动源正负极引出两根用于连接信号发生器的导线，所述压电陶瓷振动源粘在缠绕的紧包光纤环上，所述紧包光纤环的光纤两头各熔接一个FC/APC光纤跳线接头，所述压电陶瓷振动源通过传感光路接入数据采集测试系统。
2.根据权利要求1所述的分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，其特征在于：所述整个频响标定装置置于容置盒内，所述容置盒采用塑料盒，所述紧包光纤环的跳线接头和所述压电陶瓷振动源的导线接头引出在容置盒外。
3.根据权利要求1或2所述的分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，其特征在于：紧包光纤环为光纤盘绕成的半径4cm的环，盘绕环数为3环以上。
4.根据权利要求2所述的分布式宽光谱光纤干涉振动传感系统的频响标定装置，其特征在于：所述容置盒内填充有海绵。
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