[发明专利]一种光纤光栅温度传感器响应时间的测试方法

摘要

本发明公开一种光纤光栅温度传感器响应时间的测试方法，该测试方法是基于响应时间测试装置，主要包括：首先，将参考光纤光栅无拉伸地固定在光纤夹持器上，保持其中心波长为1525nm；其次，调节参考光纤光栅的中心波长与待测光纤光栅的波长相同；再次，开启宽带光源；然后，放入温箱中，设定所需的温度值50‑100℃，温度稳定30分钟后，将待测光纤光栅放入温箱；数据采集卡将来自光电探测器的信号送入计算机进行分析，将采集卡采集到的信号归一化；最后待测光纤光栅的响应时间用时间常数τ衡量，定义为温度上升为稳态值的63.2％时所用的时间。本发明根据待测光纤光栅和参考光纤光栅反射谱的卷积运算得到，避免了解调仪对响应时间测试带来的影响，检测精度高。

主权项

1.一种光纤光栅温度传感器响应时间的测试方法，其特征在于，该测试方法是基于响应时间测试装置，所述响应时间测试装置主要由以信号线顺序连接的宽带光源、环形器模块、光电探测器和数据采集卡、计算机构成，所述环形器模块封装于外壳内，所述环形器模块内串联有第一环形器和第二环形器，第一环形器与第二环形器以端口相连，所述第一环形器连接待测光纤光栅，所述第二环形器连接参考光纤光栅；所述光电探测器是将输入的光信号转化为模拟电压信号；所述数据采集卡采集由光电探测器得到的模拟电压信号，并输出给计算机；所述计算机将由数据采集卡采集到的信号进行存储、显示和分析；所述参考光纤光栅上设置有波长调节机构，所述波长调节机构主要由设置于所述参考光纤光栅两端的光纤夹持器和设置于所述光纤夹持器下部且用于固定所述参考光纤光栅的位移台构成，所述位移台由底板和位于底板上的左右两个光纤专用位移台构成；该测试方法具体包括如下步骤：1)将参考光纤光栅无拉伸地固定在光纤夹持器上，保持其中心波长为1525nm；2)利用光纤专用位移台调节参考光纤光栅的中心波长与待测光纤光栅的波长相同：其中左右两光纤专用位移台之间静止距离为100mm，分辨率为1μm；3)开启宽带光源；4)将位移台连同参考光纤光栅放入温箱中，设定所需的温度值50‑100℃，温度稳定30分钟后，将待测光纤光栅放入温箱；5)宽带光源发出的光经第一环形器进入到待测光纤光栅，待测光纤光栅的反射光谱经由第一环形器的Ⅲ端口经第二环形器的Ⅱ端口进入参考光纤光栅，参考光纤光栅的反射光谱经第二环形器的Ⅲ端口进入光电探测器；6)光电探测器接收来自参考光纤光栅的反射光信号，转换为电信号，送入数据采集卡；7)光电探测器接收的信号为待测光纤光栅反射谱与参考光纤光栅反射谱的卷积，当待测光纤光栅与参考光纤光栅中心波长相同时，卷积信号达到最大值；8)数据采集卡将来自光电探测器的信号送入计算机进行分析，将采集卡采集到的信号归一化；9)待测光纤光栅的响应时间用时间常数τ衡量，定义为温度上升为稳态值的63.2％时所用的时间，即数据采集卡采集的信号从初始值上升为63.2％时所用的时间。