本發明屬于光纖光學測量，尤其涉及一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法及系統。
背景技術：
1、在工業監測、航空航天、大型土木工程等關鍵領域，溫度與應力的精準同步檢測是保障設備安全運行及工程結構穩定性的關鍵需求。多模光纖因具備成本低廉、制備工藝簡便、抗電磁干擾能力強、傳輸帶寬廣且易于實現分布式傳感等顯著優勢，已成為溫度與應力傳感檢測領域的重要應用載體。然而，多模光纖的傳感特性存在顯著的耦合效應：溫度變化與外力作用會同步引發光纖折射率、模式耦合強度等參數的改變，進而使得輸出光信號的特征參量（如強度、波長、相位等）產生疊加變化。因此，如何從耦合的傳感信號中精準解調出溫度與應力的獨立信息，實現二者的有效區分，是當前多模光纖傳感技術實用化進程中的關鍵技術瓶頸，亦是本領域研究的重點與難點。
2、需要說明的是，現有解調區分方法普遍存在難以兼顧解調精度、檢測效率與抗干擾性能的共性缺陷：高精度方案通常依賴復雜的檢測系統及冗長的解調流程，致使檢測效率較低；簡易方案雖檢測效率較高，但解調精度及抗干擾性能均存在不足。此外，隨著波前相位檢測技術在光纖傳感領域的應用研究，其具備的高靈敏度、快響應速度等特性為解決上述耦合解調難題提供了新的技術方向，但目前尚未出現將波前相位檢測技術與多模光纖溫度-應力解調區分相結合的有效技術方案，難以充分發揮波前相位檢測技術對光纖微觀參數變化的精準感知優勢。
技術實現思路
1、有鑒于此，本發明創造旨在提供一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法及系統。
2、為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：
3、一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量系統，包括：
4、尾纖激光器，用于輸出單頻激光；
5、1×2光纖分束器，所述1×2光纖分束器的輸入端與所述尾纖激光器連接，用于將激光分為均等的兩束光，分別為測量光與參考光；
6、測量臂多模光纖和參考臂多模光纖，分別與所述1×2光纖分束器的兩個輸出端連接，所述測量臂多模光纖用于感受外界溫度和應力變化；
7、光纖準直器，包括第一光纖準直器和第二光纖準直器，分別設置于所述測量臂多模光纖和所述參考臂多模光纖的輸出端，用于將所述測量臂多模光纖和所述參考臂多模光纖中的傳輸光轉換為空間準直光束；
8、合束晶體，用于將兩路空間準直光束進行合束干涉；
9、成像單元，用于記錄合束后的干涉圖像。
10、進一步的，所述合束晶體為分光棱鏡或非偏振分光鏡，用于實現兩束光的空間重疊并產生雙光束干涉條紋。
11、進一步的，所述成像單元采用ccd相機。
12、一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法，應用于上述的基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量系統，包括：
13、s1：建立基準狀態，在無應力和恒溫環境下，通過成像單元采集參考干涉圖像，記錄初始干涉條紋的位置和角度；
14、s2：當測量臂多模光纖受到溫度變化δt和/或應力變化δε作用時，多模光纖的有效折射率和幾何長度發生改變，導致出射波前相位發生變化；
15、s3：通過成像單元實時采集受擾后的干涉圖像；
16、s4：對采集的干涉圖像進行圖像處理，提取干涉條紋的中心移動量δx和干涉條紋的旋轉角度δθ；
17、s5：建立溫度與應力的靈敏度矩陣，利用條紋移動量δx和旋轉角度δθ的不同靈敏度系數，解算出溫度變化量δt和應力變化量δε。
18、進一步的，所述提取干涉條紋旋轉角度δθ的具體方法為：
19、對干涉圖像進行傅里葉變換或霍夫hough變換，計算干涉條紋主軸相對于初始狀態的角度偏差。
20、進一步的，所述成像單元采用ccd相機。
21、本發明實施例中提供一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法及系統，通過構建包含測量臂和參考臂的雙光束干涉系統，利用尾纖激光器、光纖分束器、多模光纖、準直器及成像單元實現信號采集，利用多模光纖在溫度和應力作用下出射波前特性的差異，當測量臂光纖受外界擾動時，不僅引起干涉條紋移動，還會導致干涉條紋的角度發生旋轉。通過成像單元干涉圖像，解調干涉條紋的移動量以獲取溫度與應力的總量變化，同時計算干涉角度的變化量，利用角度變化對溫度和應力的不同敏感度實現雙參數的解耦與區分測量。本發明結構簡單、成本低，能實現高精度、高效率的溫度與應力同時測量及區分，適用于工業監測與航空航天領域。
1.一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量系統，其特征在于，所述合束晶體為分光棱鏡或非偏振分光鏡，用于實現兩束光的空間重疊并產生雙光束干涉條紋。
3.根據權利要求1所述的基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量系統，其特征在于，所述成像單元采用ccd相機。
4.一種基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法，應用于權利要求1至3所述的基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量系統，其特征在于，包括：
5.根據權利要求4所述的基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法，其特征在于，所述提取干涉條紋旋轉角度δθ的具體方法為：
6.根據權利要求4所述的基于雙光束干涉角的多模光纖溫度、應力測量方法，其特征在于，所述成像單元采用ccd相機。