第34卷，第3期 2014年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
光谱频移的炸药熔铸温度网络监测系统研究
Vol., 34 ,No. 3 -pp592-596
March,2014
闻强，连素杰，张陈，赵辉，赵宇，王高，3*，徐德刚”，姚建铨”
1，电子技术测试国家重点实验室，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，中北大学，山西太原030051 2，白城兵器试验中心，吉林白城137001
3.天津大学激光与光电子研究所，天津300072
摘要为了准确、稳定、全面地获得炸药熔铸过程各个位置的温度变化情况，设计了基于布喇格光栅光谱频移的温度实时监测系统。通过光纤组网系统对炸药熔铸过程炸药指定位置的多个点同时进行实时温度监测，根据光栅的布喇格波长与光栅温度之间存在的线性关系，建立光栅布喇格波长线性频移与光栅温度的函数，获取炸药不同位置的准确温度。四个通道通过耦合器其用同一不宽带光源，每一根光纤上的5个光极的布喇格波长相互分开。实验所用的光栅为自己设计封装好的光栅，用保偏熔接机将光栅与光纤熔接上，经解调仪获取温度数据。将获取的温度数据经Origin处理绘制时间一温度曲线。结果显示，布喇格光栅测得的温度能很好的满足实验要求。
关键词布喇格光栅；炸药熔铸；温度监测；温度梯度；光谱频移
中图分类号：TP274
文献标识码：A
引言
DOI; 10. 3964 /j issn. 1000-0593 (2014 )03-0592-05
谱解调原理，根据光栅反射回的布喇格波长与被测温度之间存在的函数关系[-8]，提出了一种测量炸药熔铸温度的新方法，提高了测量的精度，实现了狭小空间多点温度梯度变化
炸药熔铸成型是一种目前国内外普遍使用的炸药装药技术，主要应用于TNT单质炸药或以TNT为载体的液相混合炸药。炸药熔铸成型过程伴随着复杂的物理变化，其中一个重要的变化是物态变化，即熔融态的炸药随者温度下降，液体炸药逐渐凝固成固体，在这一过程中复杂的温度变化决定着炸药熔铸成型后炸药的质量，进而影响炸药的性能。因此国内外对炸药熔铸温度的监测都非常重视，主要的技术有热电偶测温技术[3]、DS1820数字测温仪3]、光纤测温技术] 等，但这些技术都存在着不足之处。热电偶容易受到电磁干扰、精度不高、体积过大：DS1820成本高、易受电磁扰无法置于液体炸药内；光纤传感器温度监测系统相对测量难度比较大、价格昂贵、制作工艺复杂。
相比于上面这些方法，光纤布喇格光栅（fiberbragg grating，FBG>传感器利用的是波长调制技术，波长调制技术能够避免光谱信号容易受到光源变动的影响。自前国内已能将光栅与光栅的写入距离缩短到20mm，非常适和于测量物体邻近位置温度梯度变化。布喇格光栅具有体积小、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等特点。论文基于光纤布喇格光栅光
收稿日期：2013-06-03，修订日期：2013-10-08
的温度测量。
基于光纤布喇格光栅的炸药熔铸测温系统系统基于光纤布喇格光栅传感器的温度变化引起光栅反
射光谱发生线性频移，即光栅反射回来的光谱与光栅温度之间存在一定的线性关系。基于光纤布喇格光栅的组网式温度检测系统可对被测物体的多个不同位置同时进行温度监测，且不会相互干扰。系统对光纤布喇格光栅进行组网式测量，依据具体测温点设计传感器的相对位置，建立炸药熔铸的模型，光纤布喇格光栅的组网式炸药熔铸温度监测系统如图1。宽带光源发出宽带光谱经过耦合器进人光纤，宽带光谱经光纤传到光栅传感器。当光栅的温度发生变化时经光栅反射回耦合器的布喇格波长发生相应的变化，经解调仪解调后将反
射回的布喇格波长和对应的温度显示出来。 1.1基本原理
宽带光源射出的光谱经光纤传输到布喇格光栅，位于处的布喇格光栅将中心波长为的光谱反射回解调器进行解调，
基金项目：国家自然科学基金项目(61274113，11204212），申国博士后科学基金项目（2012M520024），山西省青年基金项目（2012021013-5)资助作者简介：闻强，1986年生，中北大学硕士研究生
e-mail : gx x@ nue,edu,cn
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