CN106840486B - 全分布式齿根弯曲应力动态检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全分布式齿根弯曲应力动态检测装置和方法，它包括扫频激光器、光分路器C1、光分路器C2、耦合器C3、耦合器C4、保偏光耦合器C5、耦合器C6、检偏器A1、检偏器A2、光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3、光电探测器D4、光环行器、光纤旋转连接器、延时光纤、波长校准具、隔离器、处理器、沿齿轮齿根轴向贴在齿轮齿根上的保偏光纤光栅。本发明可以实时动态检测到齿轮齿根处各个点的弯曲应力，准确率高，具有较高的空间分辨率，且结构简单，不易受温度、电磁等外界因素干扰。
Description
技术领域
本发明涉及光纤光栅齿根弯曲应力检测技术领域，具体涉及一种全分布式齿根弯曲应力动态检测装置和方法。
背景技术
在汽车、农机、传动、工业等领域，齿轮都有较为广泛的应用，有传动存在的地方都离不开各种齿轮组合。而齿根弯曲疲劳失效是影响齿轮性能的重要表现形式之一，所以精确并且实时地检测齿轮齿根各处的弯曲应力是非常有意义的。超长保偏光纤光栅(长度大于10cm)具有灵活、***损耗小等诸多优良特性，保偏光纤光栅结构内的应力施加区与包层之间的热膨胀系数存在差别，使得光栅存在应力双折射现象，由于双折射现象的存在，光栅反射光谱存在两种偏振态，这样一根超长保偏光纤光栅可以等效成两根普通超长光栅，两根光栅所受到的应力和温度的影响是相同，但响应特性不同，又因超长光纤光栅栅格周期短而栅区长度长，故可被分段成由多个短光栅排列而成。当入射光射入短光栅后，满足其布拉格波长的光会发生反射，而当短光栅受到外界应力作用时，其栅距和折射率的变化会导致其中心波长漂移，所以所受应力的变化可以从其中心波长的变化上体现出来。因此通过对超长保偏光纤光栅对应的两种偏振状态的调制信号进行分段解调，并分别进行解耦处理以补偿温度的影响便可以得到其对应点应变，具有较高的空间分辨率和准确度。
目前，齿根弯曲应力的计算或检测方法主要有有限元法、基于国标的齿轮强度计算方法和电测法等。如传统的电阻应变计测试技术，在齿轮齿根处贴上一个金属材质的应变片，在外界压力作用下，应变片的电阻发生变化，通过测量应变前后的电阻变化来求解该处应变，从而获得其处弯曲应力大小，但此方法有一些缺陷，比如采用的应变片为金属材料，金属材料会受很多外界因素的影响，而且其只能测出齿轮齿根处的平均弯曲应力，不能分点测量；再如中国专利CN104101380A行星轮系固定中心齿轮齿根应力应变的测量方法，是通过在中心齿轮齿根圆角处安装光栅探头，探头上有多个布拉格光栅，通过解调应变前后各个光栅中心波长的漂移量来计算其应力，该法的缺陷主要是普通光栅本身长度大约在1cm左右，而齿轮宽度相对来说很有限，所以一个齿根上只能安装几个光栅，因此此法也只能测量少数几个点的弯曲应力，具有局限性，另外该方法也只能测量齿宽方向上的弯曲应力，无法实现螺旋伞齿轮等弯曲面齿高方向上的弯曲应力测量；还有中国专利CN105404738A提出的一种用于指导齿轮应力检测和齿根应力分析的方法，通过ANSYS采用动静法以及3D建模软件ProE对与单个行星齿轮啮合的内齿圈部分的齿轮进行分析，提取齿根应力及分布等信息，但此方法过程比较复杂，不能实现实时动态地测量，并且最终得到的是齿根等效应力的最大值，所以不太适合实际应用中检测齿根弯曲应力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全分布式齿根弯曲应力动态检测装置和方法，该装置和方法采用超长保偏光纤光栅来检测齿根处应变，对其两种偏振态对应的调制信号进行分段处理，并进行解耦以补偿温度干扰，突破了一般光栅长度的限制，准确率高，且具有高空间分辨率，所采用的解调***中的高速扫频激光器保证了检测的实时性，通过一系列修正校准及补偿方法高精度地解调超长保偏光纤光栅各处两种偏振态下光谱漂移，解耦处理后获得其对应点的应力，从而实现了对齿轮齿根各处弯曲应力的全分布式实时动态检测。
为解决上述技术问题，本发明公开的一种全分布式齿根弯曲应力动态检测装置，它包括扫频激光器、光分路器C1、光分路器C2、耦合器C3、耦合器C4、保偏光耦合器C5、耦合器C6、检偏器A1、检偏器A2、光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3、光电探测器D4、光环行器、光纤旋转连接器、延时光纤、波长校准具、隔离器、处理器、沿齿轮齿根轴向贴在齿轮齿根上的保偏光纤光栅，其中，所述扫频激光器的扫频信号输出端连接光分路器C1的输入端，光分路器C1的第一输出端连接光分路器C2的输入端，光分路器C1的第二输出端通过隔离器连接耦合器C3的输入端，光分路器C2的第一输出端连接耦合器C4的输入端，光分路器C2的第二输出端连接波长校准具的输入端，耦合器C4的第一输出端连接耦合器C6的输入端，耦合器C4的第二输出端通过延时光纤连接耦合器C6的输入端，耦合器C6的输出端连接光电探测器D1的输入端，波长校准具的输出端连接光电探测器D2的输入端，耦合器C3的第一输出端连接保偏光耦合器C5的输入端，耦合器C3的第二输出端连接光环行器的第一接口，光环行器的第二接口连接光纤旋转连接器的固定端接线口，光纤旋转连接器的旋转端接线口连接保偏光纤光栅的一端，光环行器的第三接口连接保偏光耦合器C5的输入端，保偏光耦合器C5的第一输出端通过检偏器A1连接光电探测器D3的输入端，保偏光耦合器C5的第二输出端通过检偏器A2连接光电探测器D4的输入端，光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4的信号输出端均连接处理器的信号输入端。
一种利用上述装置的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将被测齿轮置于静止状态；
步骤2：扫频激光器发出扫频激光，该扫频激光进入光分路器C1；
步骤3：光分路器C1的第一输出端输出修正通道扫频激光信号，光分路器C1的第二输出端输出测量通道扫频激光信号；
步骤4：步骤3中的修正通道扫频激光信号进入光分路器C2分成两束扫频激光；步骤3中测量通道扫频激光信号经过隔离器(9)后进入耦合器C3被分成两束扫频激光；
步骤5：光分路器C2的第一输出端输出的扫频激光进入耦合器C4，耦合器C4的第一输出端输出的扫频激光直接进入耦合器C6的输入端，耦合器C4的第二输出端输出的扫频激光经过延时光纤7后进入耦合器C6的输入端，并与耦合器C4的第一输出端输出的扫频激光在耦合器C6内产生光拍现象，光电探测器D1采集耦合器C6输出的拍频信号并转化为对应的电信号；
光分路器C2的第二输出端输出的扫频激光通过波长校准具进行滤波，光电探测器D2采集波长校准具输出的光信号并转化为对应的电信号；
耦合器C3的第一输出端输出的扫频激光直接进入保偏光耦合器C5；耦合器C3的第二输出端输出的扫频激光进入贴于齿轮齿根上的保偏光纤光栅，保偏光纤光栅反射出两种偏振态的激光信号，上述两种偏振态的激光信号进入保偏光耦合器C5，耦合器C3的第一输出端输出的扫频激光和上述两种偏振态的激光信号在保偏光耦合器C5内产生光拍，保偏光耦合器C5输出的拍频信号通过检偏器A1和检偏器A2分离出两种偏振态的拍频光分别进入光电探测器D3和光电探测器D4，光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4分别将探测到的光信号转化为电信号后，传输给处理器；
步骤6：在处理器中用光电探测器D1得到的电信号对光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4得到的电信号进行插值重采样，来补偿扫频激光器的非线性效应；在处理器中用光电探测器D2得到的电信号对扫频激光器的扫频速度进行修正；在处理器中对光电探测器D2和光电探测器D3得到的电信号分别进行分段解调处理，得到保偏光纤光栅上各解调分段在两种偏振态下的波长；处理器对得到的两种偏振态下的波长进行解耦，消除温度对检测结果的影响，得到上述两种偏振态下保偏光纤光栅上各分段解调段的初始波长λi，初始波长λi为被测齿轮静止时保偏光纤光栅上各分段解调段的波长；
步骤7：在被测齿轮转动时，依据步骤2～6的步骤得到上述两种偏振态下被测齿轮运动时保偏光纤光栅上各分段解调段的波长，并求出两种偏振态下被测齿轮静止与运动状态的各分段解调段波长差Δλ，该分段解调段波长差Δλ只受到应变影响；
步骤8：处理器根据如下公式计算保偏光纤光栅各分段解调段所受应变εi；
Δλ＝(1-P)λiεi
其中，P是保偏光纤光栅的有效光弹系数，εi为保偏光纤光栅各分段解调段所受应变，计算时，Δλ和λi任意选择同一个偏振态下的值即可；
然后，通过保偏光纤光栅各分段解调段所受应变依据胡可定律得到对应的实时齿根分布式弯曲应力值。
本发明在齿轮齿根处贴上一根长度与齿轮齿根宽度一致的超长保偏光纤光栅(长度大于10cm)。与普通超长光纤光栅相比，超长保偏光纤光栅内存在应力双折射现象，其反射波存在两种不同的偏振态，所以其可等效成两根处于相同环境下的但响应特性不同的超长光纤光栅；与普通光纤光栅相比，超长光纤光栅栅区长度长，反射带宽宽，普通光纤光栅栅区长度一般只有几毫米；与长周期光纤光栅相比，超长光纤光栅栅格周期短，是反射型光栅，而长周期光纤光栅栅格周期一般为几百微米，属于透射型光栅。正是由于超长保偏光纤光栅存在双折射现象，其反射光存在两种偏振状态，因此其可以等效成两根处于同等环境下但响应特性不同的超长光纤光栅，而超长光纤光栅栅区距离很长，且栅格周期短，因此其又可以等效成多个短光栅排列而成，
每个短光栅都会反射特定波长的光波。由于等效成的每个短光栅长度很小，当受到外部应力时，可认为每个短光栅上应变分布是均匀的。在本发明中，可以实现等效的短光栅长度为1mm，这意味着检测装置的空间分辨率可以达到1mm。
设ti为光在超长光纤光栅上被等效成的第i个FBG反射所产生的时延，则每个等效的FBG反射的光都会与保偏控制器发出的光在保偏耦合器处产生光拍，并且每个等效的FBG所产生的对应的光拍都有独特的频率γvti，其中γv为高速扫频激光器的扫频速率。
测量模块的两个光电探测器探测到的分别是超长保偏光纤光栅等效成的两根普通超长光纤光栅上所有等效成的短FBG与保偏控制器发出的光产生的拍频信号在时域上的叠加，可以通过对其进行FFT变换使它们在频域上分离开来，然后利用合适宽度的矩形窗口滤波器分段选取相应的每个等效的FBG对应的频域信号进行IFFT变换以获得该等效的FBG在时域上的信号，用希尔伯特变换获取其包络并用高斯拟合寻求每个等效的FBG获得时域峰值的时间点。校准模块和参考模块的作用分别是校准输出波长和补偿***非线性效应。这样，解调***可以分别求出齿根弯曲前后超长保偏光纤光栅各处两种偏振态的反射波长漂移量，由于光纤光栅波长漂移是温度与应变产生影响的叠加，而两种偏振态下的光栅所受的温度和应变的影响是一样的，因此对两种偏振态下的波长漂移量进行解耦再处理可以消除温度的影响，获得只受应变影响的波长漂移。再结合应力传感模型和胡克定律可以准确地算出对应点处齿根弯曲应力。
本发明的解调***中所使用的高速扫频激光器可以在短时间内在指定波段内多次扫描，使***可以实时动态监测到齿轮齿根处弯曲应力変化。
本发明的有益效果：
采用保偏光纤光栅对齿根处的弯曲应力进行传感，通过对高速扫频激光器的非线性扫频进行补偿以及对其扫频速率进行修正，并对齿轮齿根处超长保偏光纤光栅在两种偏振态下任意点所等效的FBG在应变前后的波长漂移进行解耦后可以补偿温度对检测结果的影响，结合应力传感模型和胡克定律，可以实时动态检测到齿轮齿根处各个点的弯曲应力，准确率高，具有较高的空间分辨率，且结构简单，不易受温度、电磁等外界因素干扰。
附图说明
图1为本发明中采用的超长保偏光纤光栅示意图；
图2为本发明中超长保偏光纤光栅粘贴示意图；
图3为本发明的装置结构图。
其中，1—扫频激光器、2—处理器、3—光环行器、4—光纤旋转连接器、5—齿轮齿根、6—保偏光纤光栅、7—延时光纤、8—波长校准具、9—隔离器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明的一种全分布式齿根弯曲应力动态检测装置，如图1～3所示，它包括扫频激光器1、光分路器C1、光分路器C2、耦合器C3、耦合器C4、保偏光耦合器C5、耦合器C6、检偏器A1、检偏器A2、光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3、光电探测器D4、光环行器3、光纤旋转连接器4、延时光纤7、波长校准具8、隔离器9、处理器2、沿齿轮齿根5轴向贴在齿轮齿根5上的保偏光纤光栅6，其中，所述扫频激光器1的扫频信号输出端连接光分路器C1的输入端，光分路器C1的第一输出端连接光分路器C2的输入端，光分路器C1的第二输出端通过隔离器9连接耦合器C3的输入端，光分路器C2的第一输出端连接耦合器C4的输入端，光分路器C2的第二输出端连接波长校准具8的输入端，耦合器C4的第一输出端连接耦合器C6的输入端，耦合器C4的第二输出端通过延时光纤7连接耦合器C6的输入端，耦合器C6的输出端连接光电探测器D1的输入端，波长校准具8的输出端连接光电探测器D2的输入端，耦合器C3的第一输出端连接保偏光耦合器C5的输入端，耦合器C3的第二输出端连接光环行器3的第一接口，光环行器3的第二接口连接光纤旋转连接器4的固定端接线口，光纤旋转连接器4的旋转端接线口连接保偏光纤光栅6的一端，光环行器3的第三接口连接保偏光耦合器C5的输入端，保偏光耦合器C5的第一输出端通过检偏器A1连接光电探测器D3的输入端，保偏光耦合器C5的第二输出端通过检偏器A2连接光电探测器D4的输入端，光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4的信号输出端均连接处理器2的信号输入端。
上述技术方案中，所述光分路器C1的第一输出端与第二输出端的分束比为1:99，光分路器C2的第一输出端与第二输出端的分束比为1:1。
上述技术方案中，所述保偏光纤光栅6的长度等于齿轮齿根5的轴向长度。
上述技术方案中，所述扫频激光器1输出的扫频激光的频率为40～60kHZ，优选为50kHZ。频率为40～60kHZ的高速扫频激光器保证了检测的实时性，高速扫频激光器扫描发出一定波段内波长呈周期性线性变化的光。
如图1所示为超长保偏光纤光栅示意图。超长保偏光纤光栅的栅格周期短，而栅区长度比较长，又因为其内部存在双折射现象，所以在实际分析中，超长保偏光纤光栅可以等效成两根处于相同环境下的超长光纤光栅，而每根超长光纤光栅又可以等效成多个短光栅排列而成，当其被粘贴在齿轮齿根处时，等效成的两根超长光纤光栅不同位置分别对应着不同的等效成的短光栅，这些等效成的短光栅感应到的应变就是其对应位置齿根所受的弯曲应力产生的，这样全分布式的测量保证了检测***的高空间分辨率，通过此方法可以使***的空间分辨率小于1mm。
如图2所示为超长保偏光纤光栅的粘贴示意图。超长保偏光纤光栅沿齿宽粘贴于齿轮齿根处，所测得的应力可以转换成齿根对应点的弯曲应力。
一种利用上述装置的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将被测齿轮置于静止状态；
步骤2：扫频激光器1发出扫频激光，该扫频激光进入光分路器C1；
步骤3：光分路器C1的第一输出端输出修正通道扫频激光信号，光分路器C1的第二输出端输出测量通道扫频激光信号；
步骤4：步骤3中的修正通道扫频激光信号进入光分路器C2分成两束扫频激光；步骤3中测量通道扫频激光信号经过隔离器9后进入耦合器C3被分成两束扫频激光；
步骤5：光分路器C2的第一输出端输出的扫频激光进入耦合器C4，耦合器C4的第一输出端输出的扫频激光直接进入耦合器C6的输入端，耦合器C4的第二输出端输出的扫频激光经过延时光纤7后进入耦合器C6的输入端，并与耦合器C4的第一输出端输出的扫频激光在耦合器C6内产生光拍现象，光电探测器D1采集耦合器C6输出的拍频信号并转化为对应的电信号；
光分路器C2的第二输出端输出的扫频激光通过波长校准具8进行滤波，光电探测器D2采集波长校准具8输出的光信号并转化为对应的电信号；
耦合器C3的第一输出端输出的扫频激光直接进入保偏光耦合器C5；耦合器C3的第二输出端输出的扫频激光进入贴于齿轮齿根5上的保偏光纤光栅6，保偏光纤光栅6反射出两种偏振态的激光信号，上述两种偏振态的激光信号进入保偏光耦合器C5，耦合器C3的第一输出端输出的扫频激光和上述两种偏振态的激光信号在保偏光耦合器C5内产生光拍，保偏光耦合器C5输出的拍频信号通过检偏器A1和检偏器A2分离出两种偏振态的拍频光分别进入光电探测器D3和光电探测器D4，光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4分别将探测到的光信号转化为电信号后，传输给处理器2；
步骤6：在处理器2中用光电探测器D1得到的电信号对光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4得到的电信号进行插值重采样，来补偿扫频激光器1的非线性效应；在处理器2中用光电探测器D2得到的电信号对扫频激光器1的扫频速度进行修正；在处理器2中对光电探测器D2和光电探测器D3得到的电信号分别进行分段解调处理，得到保偏光纤光栅6上各解调分段在两种偏振态下的波长；处理器2对得到的两种偏振态下的波长进行解耦，消除温度对检测结果的影响，得到上述两种偏振态下保偏光纤光栅6上各分段解调段的初始波长λi，初始波长λi为被测齿轮静止时保偏光纤光栅6上各分段解调段的波长；
步骤7：在被测齿轮转动时，依据步骤2～6的步骤得到上述两种偏振态下被测齿轮运动时保偏光纤光栅6上各分段解调段的波长，并求出两种偏振态下被测齿轮静止与运动状态的各分段解调段波长差Δλ，该分段解调段波长差Δλ只受到应变影响；
步骤8：处理器2根据如下公式计算保偏光纤光栅6各分段解调段所受应变εi；
Δλ＝(1-P)λiεi
其中，P是保偏光纤光栅6的有效光弹系数，εi为保偏光纤光栅6各分段解调段所受应变，计算时，Δλ和λi任意选择同一个偏振态下的值即可；
然后，通过保偏光纤光栅6各分段解调段所受应变依据胡可定律得到对应的实时齿根分布式弯曲应力值。
上述技术方案中，所述分段解调段的长度为1mm。
上述技术方案的步骤3中，光分路器C1的第一输出端与第二输出端的分束比为1:99。
上述技术方案的步骤4中，修正通道扫频激光信号进入光分路器C2按1:1的分束比分成两束扫频激光。
本发明可以较为精准并且实时动态地检测出齿根处超长保偏光纤光栅中等效成的两根超长光纤光栅各处在发生应变前后的中心波长漂移，解耦后可实现温度补偿，再结合光栅的应力传感模型以及材料力学中的胡克定律，可以准确地获得齿根各点处的弯曲应力值，具有较高的空间分辨率，解调***中采用的高速扫频激光器，保证了检测的实时性，***结构简单，不易受温度、电磁等外界因素干扰。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种利用全分布式齿根弯曲应力动态检测装置的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，全分布式齿根弯曲应力动态检测装置包括扫频激光器(1)、光分路器C1、光分路器C2、耦合器C3、耦合器C4、保偏光耦合器C5、耦合器C6、检偏器A1、检偏器A2、光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3、光电探测器D4、光环行器(3)、光纤旋转连接器(4)、延时光纤(7)、波长校准具(8)、隔离器(9)、处理器(2)、沿齿轮齿根(5)轴向贴在齿轮齿根(5)上的保偏光纤光栅(6)，其中，所述扫频激光器(1)的扫频信号输出端连接光分路器C1的输入端，光分路器C1的第一输出端连接光分路器C2的输入端，光分路器C1的第二输出端通过隔离器(9)连接耦合器C3的输入端，光分路器C2的第一输出端连接耦合器C4的输入端，光分路器C2的第二输出端连接波长校准具(8)的输入端，耦合器C4的第一输出端连接耦合器C6的输入端，耦合器C4的第二输出端通过延时光纤(7)连接耦合器C6的输入端，耦合器C6的输出端连接光电探测器D1的输入端，波长校准具(8)的输出端连接光电探测器D2的输入端，耦合器C3的第一输出端连接保偏光耦合器C5的输入端，耦合器C3的第二输出端连接光环行器(3)的第一接口，光环行器(3)的第二接口连接光纤旋转连接器(4)的固定端接线口，光纤旋转连接器(4)的旋转端接线口连接保偏光纤光栅(6)的一端，光环行器(3)的第三接口连接保偏光耦合器C5的输入端，保偏光耦合器C5的第一输出端通过检偏器A1连接光电探测器D3的输入端，保偏光耦合器C5的第二输出端通过检偏器A2连接光电探测器D4的输入端，光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4的信号输出端均连接处理器(2)的信号输入端；
其特征在于，全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，包括如下方法：
步骤1：将被测齿轮置于静止状态；
步骤2：扫频激光器(1)发出扫频激光，该扫频激光进入光分路器C1；
步骤3：光分路器C1的第一输出端输出修正通道扫频激光信号，光分路器C1的第二输出端输出测量通道扫频激光信号；
步骤4：步骤3中的修正通道扫频激光信号进入光分路器C2分成两束扫频激光；步骤3中测量通道扫频激光信号经过隔离器(9)后进入耦合器C3被分成两束扫频激光；
步骤5：光分路器C2的第一输出端输出的扫频激光进入耦合器C4，耦合器C4的第一输出端输出的扫频激光直接进入耦合器C6的输入端，耦合器C4的第二输出端输出的扫频激光经过延时光纤(7)后进入耦合器C6的输入端，并与耦合器C4的第一输出端输出的扫频激光在耦合器C6内产生光拍现象，光电探测器D1采集耦合器C6输出的拍频信号并转化为对应的电信号；
光分路器C2的第二输出端输出的扫频激光通过波长校准具(8)进行滤波，光电探测器D2采集波长校准具(8)输出的光信号并转化为对应的电信号；
耦合器C3的第一输出端输出的扫频激光直接进入保偏光耦合器C5；耦合器C3的第二输出端输出的扫频激光进入贴于齿轮齿根(5)上的保偏光纤光栅(6)，保偏光纤光栅(6)反射出两种偏振态的激光信号，上述两种偏振态的激光信号进入保偏光耦合器C5，耦合器C3的第一输出端输出的扫频激光和上述两种偏振态的激光信号在保偏光耦合器C5内产生光拍，保偏光耦合器C5输出的拍频信号通过检偏器A1和检偏器A2分离出两种偏振态的拍频光分别进入光电探测器D3和光电探测器D4，光电探测器D1、光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4分别将探测到的光信号转化为电信号后，传输给处理器(2)；
步骤6：在处理器(2)中用光电探测器D1得到的电信号对光电探测器D2、光电探测器D3和光电探测器D4得到的电信号进行插值重采样，来补偿扫频激光器(1)的非线性效应；在处理器(2)中用光电探测器D2得到的电信号对扫频激光器(1)的扫频速度进行修正；在处理器(2)中对光电探测器D2和光电探测器D3得到的电信号分别进行分段解调处理，得到保偏光纤光栅(6)上各解调分段在两种偏振态下的波长；处理器(2)对得到的两种偏振态下的波长进行解耦，消除温度对检测结果的影响，得到上述两种偏振态下保偏光纤光栅(6)上各分段解调段的初始波长λi，初始波长λi为被测齿轮静止时保偏光纤光栅(6)上各分段解调段的波长；
步骤7：在被测齿轮转动时，依据步骤2～6的方式得到上述两种偏振态下被测齿轮运动时保偏光纤光栅(6)上各分段解调段的波长，并求出两种偏振态下被测齿轮静止与运动状态的各分段解调段波长差Δλ，该分段解调段波长差Δλ只受到应变影响；
步骤8：处理器(2)根据如下公式计算保偏光纤光栅(6)各分段解调段所受应变εi；
Δλ＝(1-P)λiεi
其中，P是保偏光纤光栅(6)的有效光弹系数，εi为保偏光纤光栅(6)各分段解调段所受应变，计算时，Δλ和λi任意选择同一个偏振态下的值即可；
然后，通过保偏光纤光栅(6)各分段解调段所受应变依据胡可定律得到对应的实时齿根分布式弯曲应力值。
2.根据权利要求1所述的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于：所述光分路器C1的第一输出端与第二输出端的分束比为1:99，光分路器C2的第一输出端与第二输出端的分束比为1:1。
3.根据权利要求1所述的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于：所述保偏光纤光栅(6)的长度等于齿轮齿根(5)的轴向长度。
4.根据权利要求1所述的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于：所述扫频激光器(1)输出的扫频激光的频率为40～60kHZ。
5.根据权利要求1所述的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于：所述分段解调段的长度为1mm。
6.根据权利要求1所述的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于：所述步骤3中，光分路器C1的第一输出端与第二输出端的分束比为1:99。
7.根据权利要求1所述的全分布式齿根弯曲应力动态检测方法，其特征在于：所述步骤4：步骤3中的修正通道扫频激光信号进入光分路器C2按1:1的分束比分成两束扫频激光。
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