1 广东工业大学 信息工程学院, 广州 510006
2 广东工业大学 广东省信息光子技术重点实验室, 广州510006
针对现有的波长解调型光纤布喇格光栅(FBG)风速计系统成本高、操作不方便等问题, 提出一种基于FBG啁啾效应的强度解调型光纤热式风速计。使用泵浦激光对长度为15 mm的FBG进行非均匀加热后, 使其产生明显的啁啾效应, 利用啁啾化FBG在风速作用下温度梯度降低导致啁啾程度减弱, 其反射光功率也随之减小的原理, 成功实现了强度解调型的FBG风速测量。实验结果表明: 风速计的测量范围达0~11 m/s, 在风速为0.1 m/s时风速计的灵敏度高达-28.60 μW/(m·s-1), 其动态响应时间小于1 s(低风速到高风速约为0.3 s, 高风速到低风速为0.9 s)。
热式风速计 光纤布喇格光栅 啁啾效应 强度解调 thermal anemometer, fiber Bragg grating, chirp eff
1 广东工业大学先进光子技术研究院, 广东 广州 510006
2 广东工业大学广东省信息光子技术重点实验室, 广东 广州 510006
3 光纤光缆制备技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430073
针对光纤热式风速计需要专门的泵浦激光或加热电阻所带来的成本增加和操作不便,提出了基于光源自加热效应的高灵敏度光纤热式风速计。首先在单模光纤端面用紫外光固化胶制作法布里-珀罗干涉仪并将其作为传感探头;然后利用传感探头对输入宽带光源的吸收所产生的热量,获得自身较高的初始温度;最后测量传感探头在气流作用下温度降低及应变所引起的干涉光谱的波长漂移量,根据波长漂移量与风速的特定关系来实现风速测量。在0~7 m/s的风速范围内对传感探头进行测量,结果表明传感探头获得高达-3.13 nm/(m·s -1)的风速灵敏度,响应时间约为250 ms。
传感器 光纤风速计 法布里-珀罗干涉仪 热式风速计
