具有温度补偿功能的双匹配FBG振动传感系统研究

为了提高光纤Bragg光栅(FBG)振动传感系统的解调灵敏度和解调范围,消除环境温度对解调信号的影响,设计了一种具有温度补偿功能的双匹配FBG振动传感系统。系统采用两个中心波长对称地位于传感FBG两侧的透射式匹配FBG,建立了两个互补对称的传感通道,并利用差分原理实现振动传感。通过Matlab软件对系统性能进行了仿真分析,结果表明,与传统方法相比,本文方法有效地提高了系统解调灵敏度和解调范围。将匹配FBG与热电制冷器(TEC)集成封装,并建立温度补偿判断通道,当判断通道输出电压超过已设置好的阈值时,利用TEC改变封装环境温度,使匹配FBG与传感FBG中心波长重新匹配,实现系统温度补偿。经实验测试,系统的归一化解调灵敏度为5.168/nm,解调范围为1.2nm,判断通道的归一化阈值电压为0.890 5。在4种不同环境温度下,利用本系统对同一振动信号进行测量,实验结果验证了系统温度补偿的可行性。