一种光纤光栅振动与温度同时区分测量的解调方法

丁 锋，王粉艳，王云建，毕丽华，姚晓静，谭 军

(1.中石化中原油田石油化工总厂仪表车间，河南濮阳 457061；2.濮阳市中远石油技术有限公司，河南 濮阳 457061；3.中石化中原石油勘探局工程建设总公司电气工程处，河南濮阳 457061)

微振动是工程应用中普遍存在的一种现象，如工程机械、旋转机械、海洋石油平台、建筑结构、航空航天器等，这些动力结构不可避免地会出现振动，影响其使用寿命，如果振动剧烈，还会导致构件的破裂。实际应用中往往在振动的同时还会受到温度等其他因素的影响。由于各种因素的相互影响、交叉敏感，多参量的测量技术显得尤为重要。光纤布拉格光栅FBG(Fiber Bragg Grating)作为一种新型的光无源传感器件具有其它传感器无可比拟的优点［1－2］。近年来，国内外对光纤光栅的应变、应力和温度等物理量的传感特性进行了多方面的研究。利用FBG传感器的波长编码特性，不仅可以用来检测温度、应变等准静态量，还可以用来检测加速度、微振动等动态量［3～6］。微振动的检测是一个动态解调的过程，而且振幅不大，要求解调系统的响应速度快、灵敏度高，这就对解调系统提出了很高的要求。而目前，研究最多的是温度与应变的同时测量技术，对温度与振动同时测量的报到甚少。

本文结合了边缘滤波机理中以光源和参考光栅做滤波器的优点，研究了一种对振动与温度的同时区分测量的光纤光栅解调方案，并且实验验证了此方案的合理性和正确性。应用放大自发辐射光源在1 530 nm附近有一段线性区，利用其作边缘滤波器实现了光纤光栅传感解调，并用匹配光栅分离温度对振动的影响。……