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光纤光栅传感器的原理是什么?
提问:琳琳 | 时间:2022-10-10 04:05:04
标签:光纤光栅传感器, 传感器原理
回答者:机器人在线 | 时间:2022-10-10 10:00:04
光纤光栅传感器是一种特殊的光纤传感器,这种类型的传感器的工作方式是是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。下面介绍的就是几种不同类型的光纤光栅传感器以及它们的原理和适用场景。

(光纤传感器)
由于光纤光栅与光纤之间天然的兼容性,很容易构成光纤光栅阵列,可以真正实现准分布式的传感方式,再加上光纤光栅传感器有着抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小、重量轻、传输容量大等特点,人们正在将光纤光栅传感器用在了越来越多的检测场景中。
目前常见的光纤光栅传感器有以下几种类型:
(1)光纤光栅应变传感器:这类传感器是目前工业工程中适用范围最广,同时也是使用最成熟的光纤传感器。它的原理是,应变会直接影响光纤光栅的波长漂移。应变传感器比较常见的的封装方式有管式、两端夹持式和基片式等。
(2)光纤光栅温度传感器:这种传感器的工作原理是基于光纤光栅技术的温度传感器,因为温度会导致光纤光栅波长的改变,所以可以直接把光纤光栅作为温度传感器来进行使用。它可以不受光源波动或者系统损耗的影响,因为它采取的是波长编码技术,因此可以进行长期的监测。而且这类温度传感系统只需要使用一根光缆就可以实现准分布式测量。目前常用的封装方式有基片式、管式和聚合物封装方式等
(3)光纤光栅位移传感器:这种传感器的工作原理是是通过测量悬臂梁表面的应变,然后进行计算来算出悬臂梁的垂直变形程度,也就是悬臂梁端部垂直方向的位移程度。
(4)光纤光栅压力传感器:因为压力和拉力也是重要的监测参数,比如土壤压力和水压力、还有桥梁的拉索的整体索力、以及高纬度海洋的冰压力等。因此各国研究所都在开发这类用于检测压力和拉力的光纤光栅传感器。

