光纖布拉格光柵傳感器(已修改)
2025-05-27 20:31 本頁面
【正文】 2021/6/15 1 光纖布拉格光柵傳感器 光纖布拉格光柵（ Fiber Bragg Grating, FBG）傳感器是一種近年來發(fā)展起來的新型光纖傳感器。其基本原理是將光纖特定位置制成折射率周期分布的光柵區(qū)，于是特定波長（布拉格反射光）的光波在這個(gè)區(qū)域內(nèi)將被反射。反射的中心波長信號(hào)跟光柵周期和纖芯的有效折射率有關(guān)。 2021/6/15 2 將光柵區(qū)用作傳感區(qū)，當(dāng)被傳感物質(zhì)溫度、結(jié)構(gòu)或是位置發(fā)生變化的時(shí)候，光柵的周期和纖芯模的有效折射率將會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而改變 Bragg 中心波長。通過光譜分析儀或是其它的波長解調(diào)技術(shù)對(duì)反射光的 Bragg 波長進(jìn)行檢測就可以獲得待測參量的變化情況（見圖 2）。 2021/6/15 3 將 FBG 傳感器用于工程監(jiān)測，其最大優(yōu)勢在于可以將具有不同柵距的布拉格光柵間隔地制作在同一根光纖上，用同一根光纖復(fù)用多個(gè) FBG 傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分布式的測量。 FBG 傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 3。 2021/6/15 4 光纖 Bragg 光柵在橋梁、通訊、建筑、機(jī)械、醫(yī)療、航海、航天、礦業(yè)等領(lǐng)域都能發(fā)揮重要作用，所以具有廣闊的應(yīng)用前景。它具有體積小、重量輕、與光纖兼容、插入損耗低、性能長期穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。特別適合在易燃，易爆，和強(qiáng)電磁等惡劣環(huán)境下使用。 FBG 技術(shù)的特點(diǎn)： ?測量精度高 ——FBG 應(yīng)力測量精度可以達(dá)到 1με，溫度測量精度可以達(dá)到 ℃ 。 ?響應(yīng)時(shí)間短 ——單個(gè) FBG 傳感器響應(yīng)時(shí)間小于 。（時(shí)間與 FBG傳感器距離監(jiān)控器實(shí)際距離有關(guān)） 測量范圍大 ——應(yīng)變測量可以超過 10000με。 2021/6/15 5 傳感原理 光纖光柵的 Bragg波長是隨光柵的 周期 和纖芯模的 有效折射率 變
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