一种啁啾光栅的标定方法与流程
本发明属于传感器标定的技术领域，具体涉及一种啁啾光栅的标定方法。
背景技术：
光纤传感技术是传感家族中的新成员，它正以传统电传感器无法比拟的独特优势飞速发展，刷新着人们在传感领域的传统观念。光纤光栅作为最近20年发展最迅速的光纤无源器件之一，在传感器领域中具有十分广泛的应用，如应变、温度、压力、超声波、加速度、磁场和速度等的测量。
爆轰波是一种带有高速化学反应区的、在炸药中传播的一种强冲击波，爆轰波的速度简称爆速，一般可达数千米每秒，传播几乎不受外界条件的影响，爆轰波速度是炸药重要的特性参数之一，对研究爆炸传播、能量传递等有重要意义。
爆速的测量可以采用啁啾光栅法，啁啾光栅(CFBG)属于光纤传感器的一种。利用啁啾光栅测爆轰波速度时，爆轰波作用在啁啾光栅上，使光栅的长度减小，返回信号光强减弱，利用此现象可以测量爆轰波的连续速度。
为了求解速度，需要对啁啾光栅的长度进行标定，得到啁啾光栅的长度值。而且长度的精确与否直接影响到最后求得的速度的精度。
目前啁啾光栅的标定方法一般是切割法，取同一批光栅中的一根进行切割，通过记录每次的切割位置和返回的光强大小，来得到啁啾光栅的长度。但是这种方法存在一个致命的缺陷，那就是此标定是破坏性的，标定完后光栅也毁坏了，无法继续使用，另外，此方法是把同一批的光栅视作完全一样，但是实际上虽然是同一批光栅，个体之间仍然存在差异。本发明中的热探针法，可以在不损毁啁啾光栅的情况下对其进行标定。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提出一种标定啁啾光栅的热探针法，该方法具有操作简单，成本低廉，可以在不破坏光栅的条件下对其进行标定等优点。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种啁啾光栅的标定方法，该方法步骤如下：
步骤1：将啁啾光栅粘贴在平面钢板上，在光栅边上固定一把刻度尺；
步骤2：用热探针接触啁啾光栅的某个位置，记录此时的刻度尺上的长度L，并在光谱仪上读取光谱下凹处对应的波长值λ；
步骤3：重复步骤2，得到一系列长度-波长数据；
步骤4：在光谱仪上读取啁啾光栅的反射谱宽度Δλ，对步骤3得到的长度-波长数据进行线性拟合，得到长度和波长的关系，并由反射谱宽度Δλ计算出啁啾光栅的栅区长度ΔL，由栅区长度ΔL和反射谱宽度Δλ，亦可得到啁啾光栅的啁啾率。
更进一步的，所述刻度尺最小分辨率0.02mm。
更进一步的，所述热探针温度高于100摄氏度，针尖斑点直径小于0.1mm。
更进一步的，所述反射谱宽度Δλ由光谱仪读取。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)、本发明提出的标定方法，成本低廉，操作简单。
(2)、本发明可以在不破坏光栅的条件下对其进行标定，标定完后仍然可以使用，因而最后求得的速度更精确。
附图说明
图1是热探针法标定啁啾光栅的示意图，图中：1、平面钢板，2、刻度尺，3、热探针，4、啁啾光栅。
图2是热探针接触啁啾光栅前后的反射谱线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好地理解本发明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
本发明一种啁啾光栅的标定方法，将啁啾光栅通过光环形器与宽带光源和光谱仪相连，宽带光源发出的激光经过光环形器进入到啁啾光栅，啁啾光栅返回的光再通过环形器进入光谱仪。用光谱仪观察啁啾光栅的反射谱，当用热探针接触光栅栅区，接触部位对应的反射谱上的位置会产生凹陷，当热探针移除后，凹陷消失，恢复原状，如图2所示。记录探针的一系列接触位置和对应光谱仪上啁啾光栅反射谱下凹位置的波长数据，对此数据进行线性拟合，即可得到啁啾光栅长度和波长的线性关系，以及总长度。如图1所示，具体步骤如下：
步骤1：将啁啾光栅4粘贴在平面钢板1上，在光栅边上固定一把刻度尺2；
步骤2：用热探针3接触啁啾光栅的某个位置，记录此时的刻度尺2上的长度L，并在光谱仪上读取光谱下凹处对应的波长值λ；
步骤3：重复步骤2，得到一系列长度-波长数据；
步骤4：在光谱仪上读取啁啾光栅的反射谱宽度Δλ，对步骤3得到的长度-波长数据进行线性拟合，得到长度和波长的关系：
L＝aλ+b (1)
其中，a、b为线性拟合的系数。
并由反射谱宽度Δλ计算出啁啾光栅的栅区长度：
ΔL＝a·Δλ (2)
由栅区长度ΔL和反射谱宽度Δλ，亦可得到啁啾光栅的啁啾率：
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
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