基于光功率切割算法的级联FBG光谱重叠识别研究

针对级联光纤布拉格光栅(FBG)传感器使用时,实际工况不确定应变可能使2个中心波长邻近的FBG光谱动态重叠,引起测试信号紊乱而无法被商用FBG解调设备软件正确解调,导致被测对象的真实应变丢失或失真问题,提出一种FBG光谱光功率切割算法。建立光功率等值线函数模型,搜索等间隔光功率等值线族与FBG光谱的交点,依据交点个数对2个具有邻近中心波长的FBG光谱重叠状态进行识别。经风电叶片交变载荷疲劳试验中2个级联FBG实测数据计算案例表明,本文提出的FBG光谱光功率切割算法能有效识别2个FBG传感器的重叠光谱,为级联FBG传感器工程应用自诊断提供了解决方案。

FBG-FP的应变与温度解耦方法研究

光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)的温度与应变交叉敏感问题在实际工程应用中至关重要。本文提出了一种采用级联FBG的法布里-珀罗(FBG-Fabry-Perot,FBG-FP)传感器进行温度与应变同时测量的方法。级联FBG阵列由氩离子紫外激光器基于相位掩模板方法制作,其形成的FP干涉峰和光栅反射谱包络可以实现温度与应变的解耦。在不同的温度条件下,由FBG-FP反射谱包络10 dB带宽所对应中心波长值可得FBG-FP的温度灵敏度系数为9.5 pm/℃。分别在无应力、有应力且恒温条件下,通过解读FP干涉峰的波长变化得到该级联FBG-FP的温度和应变灵敏度系数分别为9.1 pm/℃和1.03 pm/με。实测的温度与应变值可由干涉峰波长、反射谱包络与温度、应变的函数关系求得。结果表明该FBG-FP可以实现温度与应变的同时测量。