光纤光栅技术是利用紫外曝光技术在光纤芯中引起折射率的周期性变化而形成的。光纤光栅中折射率分布的周期性结构,导致某一特定波长光的反射,从而形成光纤光栅的反射谱。光纤光栅应力
传感器通常是将光纤光栅附着在某一弹性体上,同时进行保护封装。反射光的波长对温度、应力和应变非常敏感,当弹性体受到压力时时, 光纤光栅与弹性体一起发生应变,导致光纤光栅反射光的峰值波长漂移,通过对波长漂移量的度量来实现对温度、应力和应变的感测。
其工作原理如图1所示:
图1给出了光纤光栅应力传感器与波长解调仪组成的应力测量系统。它主要由四个部分组成,第一部分为宽带光源,第二部分为光纤光栅应力传感器,光纤光栅传感测量系统由四个部分组成,第一部分为宽带光源,第二部分为光纤光栅应力传感器,第三部分为基于可调F-P滤波器的波长解调仪,第四部分为计算机及软件分析处理系统。图中给出等间隔分布多个光纤光栅应力传感器,这些光纤光栅通常要进行串接。由宽带光源发出的宽带光信号经过隔离器和3dB耦合器传输到串接的传感光栅上,经过这些光纤光栅的波长选择后,一组不同波长的窄带光被反射,反射光再次经过3dB耦合器由波长解调仪接收,经过波长解调仪对这些波长进行识别,得到一组应力传感信息,当边坡内部应力发生变化时,通过光栅解调器检测出波长的变化即应力变化,之后输入到计算机进行数据分析处理,最后得到边坡受到压力的分布状况,根据监测对象内部变化情况,判断是否会产生塌方,起到报警作用。
关键字:光纤光栅 应力传感器 波长漂移量
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光纤光栅应力传感器工作原理
推荐阅读最新更新时间:2024-03-30 22:41
光纤光栅传感器的原理及应用
0 引言 近年来。随着光纤通信技术向着超高速、大容量通信系统的方向发展,以及逐步向全光网络的演进.在光通信迅猛发展的带动下,光纤光栅已成为发展最为迅速的光纤无光源器件之一。光纤在紫外光强激光照射下,利用光纤纤芯的光敏感特性.光纤的折射率将随光强的空间分布发生相应的变化。这样,在光纤轴向上就会形成周期性的折射率波动,即为光纤光栅。由于光纤光栅具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠、易与系统及其它光纤器件连接等优点,因而在光通信、光纤传感等领域得到了广泛应用。为此。本文从光纤布拉格光栅、长周期光纤光栅等光纤光栅的原理出发,综述了光纤布拉格光栅对温度、应变同时测量技术的应用。 1 光纤传感器的工作原理 1.1
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在水布垭面板坝安全监测中光纤光栅传感器的设计应用
引言 大坝的投资大、效益高、在国民经济发展中起着举足轻重的作用,与人民的生活也休戚相关。一个庞大的水库,一旦失事,造成人民生命财产的损失是巨大的。本文对光纤Bragg光栅的温度/ 应变传感特性进行分析和试验研究;探索其布设工艺以及在大坝施工过程、长期应变监测中的技术。 1.光纤光栅应变传感特性 光纤 Bragg光栅传感技术是通过对在光纤内部写入的光栅反射或透射波长光谱的检测,实现被测结构的应变和温度量值的绝对测量,其传感原理如图1所示。而光纤光栅的反射或透射波长光谱主要取决于光栅周期L和反向耦合模的有效折射率neff,任何使这两个参量发生改变的物理过程都将引起反射或透射波长的漂移即有: DlB="2neff"·DL (1)
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基于DSP的光纤光栅解调系统的设计
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光纤布拉格光栅传感器(FBGS)是用光纤布拉格光栅(FBG)作敏感元件的功能型光纤传感器,可用于直接检测温度和应变,以及与温度和应变有关的其他许多物理量和化学量的间接测量。在光纤布拉格光栅传感器的应用研究中,波长解调是一个重要的方面。目前限制光纤光栅传感器应用的最主要障碍是传感信号的解调。波长解调方法主要有光谱仪、斜边滤波法、可调谐滤波法、干涉扫描法、匹配光栅法等。但是,在这几种方法中,光谱仪成本较高,斜边滤波法的分辨率较小,干涉仪没有好的重复性,而可调谐滤波器的扫描周期较长。因此,近年来,匹配光栅法越来越受到人们的青睐。为此,文中介绍了一种简单、廉价且由两个并联的匹配光栅解调来检测光纤光栅传感器
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