光纖光柵的檢測技術(已修改)
2025-05-27 20:31 本頁面
【正文】 光纖光柵信號解調技術 信號檢測是傳感系統(tǒng)中的關鍵技術之一， 傳感解調系統(tǒng) 的實質是一個信息（能量）轉換和傳遞的檢測系統(tǒng)，它能準確、迅速地測量出信號幅度的大小并無失真地再現(xiàn)被測信號隨時間的變化過程，待測信息（動態(tài)的或靜態(tài)的）不僅要精確地測量其幅值，而且需記錄和跟蹤其整個變化過程。 從解調的光波信號來看，光纖光柵傳感信號的解調方案包括強度解調、相位解調、頻率解調、偏振解調和波長解調等。其中， 波長解調技術 具有將感測的信息進行波長編碼，中心波長處窄帶反射，不必對光纖連接器和耦合器損耗以及光源輸出功率起伏進行補償?shù)葍?yōu)點，得到了廣泛應用。如圖，在傳感過程中，光源發(fā)出的光波由傳輸通道經(jīng)連接器進入傳感光柵，傳感光柵在外場（主要是應力和溫度）的作用下，對光波進行調制；接著，帶有外場信息的調制光波被傳感光柵反射（或透射），由連接器進入接收通道而被探測器接收解調并輸出。由于探測器接收的光譜包含了外場作用的信息，因而從探測器檢測出的光譜分析及相關變化，即可獲得外場信息的細致描述。相比而言， 基于反射式的傳感解調系統(tǒng)比較容易實現(xiàn) 。 光纖光柵傳感解調系統(tǒng) 波長移動檢測方案 ? 由上述可知，光纖光柵傳感器的關鍵技術是 測量其波長的移動 。 通常測量光波長都是用光譜分析儀 ，包括單色儀和傅立葉變換光譜儀等。它的波長測量范圍寬，分辨率高，能測量出微小的應變量，用于分布式測量也極為簡便，但它體積大，價格昂貴，一般都用于實驗室中，不宜實際現(xiàn)場使用。在實際應用中，還必須利用光纖光柵的優(yōu)良特性，研發(fā)高靈敏度、光能利用率高、穩(wěn)定性好、性價比高的新型傳感解調系統(tǒng)取代 實驗室 中的光譜分析儀，以用于工程結構的 現(xiàn)場實測與監(jiān)控 。 ? 目前比較典型的主要有 以下幾種波長移動檢測方案 ：光譜儀和多波長計檢測法，邊緣濾波檢測法，可調諧濾波檢測法，匹配光柵檢測法，波長可調諧光源解調法， CCD分光儀檢測法，非平衡 MZ干涉儀檢測法等。 ? 在光纖光柵傳感系統(tǒng)中，對波長移位最直接的檢測方法是：利用 寬帶光源 （如發(fā)光二極管 LED），輸入光纖光柵，再用光譜儀（或多波長計）檢測輸出光的中心波長移位，如圖 2。該法結構簡單，具有可攜帶性、經(jīng)久耐用且易于使用和自動測試等特點，常用于實驗
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