光纖布拉格光柵傳感器_第1頁
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文檔簡介

光纖布拉格光柵傳感器第一頁，共10頁。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）。

4/28/20232第二頁，共10頁。

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。

4/28/20233第三頁，共10頁。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0.1℃。響應(yīng)時(shí)間短——單個(gè)FBG傳感器響應(yīng)時(shí)間小于0.01s。（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。

4/28/20234第四頁，共10頁。8.3.1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化的，因此Bragg波長對于外界力、熱負(fù)荷等極為敏感。應(yīng)變和壓力影響B(tài)ragg波長是由于光柵周期的伸縮以及彈光效應(yīng)引起的，而溫度影響B(tài)ragg波長是由于熱膨脹效應(yīng)和熱光效應(yīng)引起的。當(dāng)外界的溫度、應(yīng)力和壓力等參量發(fā)生變化時(shí)，Bragg波長的變化可表示為ΔλB=2ΔneffΛ

+2neffΔΛ(8.3-2)

4/28/20235第五頁，共10頁。4/28/20236第六頁，共10頁。4/28/20237第七頁，共10頁。4/28/20238第八頁，共10頁。8.

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