光纤布拉格光栅(FBG)的光学传感技术
基于机器学习的光纤布拉格光栅传感技术研究

基于机器学习的光纤布拉格光栅传感技术研究光纤布拉格光栅传感技术是利用光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)作为信号传输和反射元件,进行物理量或化学量测量的一种先进技术。
FBG传感器由于具有抗干扰、高灵敏度、低成本、便于集成等优点,被广泛应用于工业自动化、航空航天、海洋等领域。
近年来,随着机器学习技术的发展,基于机器学习的光纤布拉格光栅传感技术也进一步得到了发展和应用。
一、光纤布拉格光栅传感技术的优势光纤布拉格光栅传感技术具有以下几个优势:1. 高灵敏度:FBG传感器具有高灵敏度和高稳定性,能够对细微的物理量或化学量进行测量和监测。
2. 抗干扰:FBG传感器利用光学技术进行测量和反馈,免受电磁干扰影响,具有高抗干扰能力,能够在复杂环境下可靠地工作。
3. 低成本:传统的物理量或化学量测量方法需要昂贵的传感器和设备,而FBG传感器可以通过自制或批量化生产实现低成本生产,降低了生产和应用成本。
4. 便于集成:FBG传感器可以通过光纤技术与其他设备进行集成,实现多个传感器的同时监测和反馈,提高了生产效率和精度。
二、基于机器学习的光纤布拉格光栅传感技术的发展基于机器学习的光纤布拉格光栅传感技术是将机器学习技术应用于光纤布拉格光栅传感技术中,将传感器测得的数据通过算法和模型进行学习和处理,实现对物理量或化学量的精准预测和监测。
近年来,随着机器学习技术的发展和FBG传感器的应用范围的不断拓展,基于机器学习的光纤布拉格光栅传感技术也得到了快速发展和应用。
1. 监测结构健康光纤布拉格光栅传感技术可以用于监测结构健康状况,如桥梁、建筑物、大型机械等。
利用FBG传感器监测结构物的应力、挠度、变形等物理量,并将数据传输到机器学习算法中进行学习和处理,可以实现对结构健康状况的预测和监测。
2. 监测环境污染光纤布拉格光栅传感技术还可以用于监测环境的污染状况,如大气污染、水质污染等。
利用FBG传感器监测环境参数的变化,如气体浓度、水质指标等,并将数据传输到机器学习算法中进行学习和处理,可以实现对环境污染状况的预测和监测。
光纤布拉格光栅理念原理与技术特征

光纤布拉格光栅理念原理与技术特征光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)是一种利用光纤中的布拉格光栅实现光波频率选择与调制的技术。
它在光通信、传感器等领域具有广泛的应用。
本文将从原理和技术特征两个方面来详细介绍光纤布拉格光栅技术。
光纤布拉格光栅的原理可追溯到布拉格散射理论。
布拉格散射是指当一束光波经过一个均匀光周期结构时,会在每个周期出现反射或透射,形成和入射光波相干的反射光波。
布拉格光栅是一种具有空间周期结构的光学元件,由一系列等距离的折射率变化组成。
光纤布拉格光栅则将布拉格光栅结构移植到了光纤中,形成了一种具有周期性折射率变化的光纤元件。
光纤布拉格光栅一般采用两种方法制备,即直写法和光干涉法。
直写法是指通过高能激光束直接照射在光纤的芯部,通过光纤材料的光学非线性效应和热效应来形成布拉格光栅结构。
光干涉法是指将两束光波通过干涉结构产生干涉现象,经过光纤芯部后,在折射率变化的作用下形成布拉格光栅。
1.高可靠性:光纤材料的插入损耗低,与光纤之间的耦合效率高,使得光纤布拉格光栅具有较高的传输效率,并且能够长时间保持稳定的性能。
2. 宽带性:光纤布拉格光栅的制备工艺已经趋于成熟,能够制备出能够覆盖整个光通信波段(1260~1650 nm)的宽带布拉格光栅。
3.稳定性:光纤布拉格光栅在光纤中的固定度较高,不易受到外界环境的干扰,能够长时间稳定地工作。
4.温度和应变传感:由于光纤布拉格光栅的折射率与温度和应变有关,因此可以通过测量布拉格光栅的中心波长偏移来实现温度和应变的传感。
这种传感技术具有高灵敏度、快速响应和长距离传输等优点,在工业和生物医学领域有广泛的应用前景。
5. 光互联和光波长多路复用:光纤布拉格光栅可以用作光纤互联中的微型光学件,实现在光纤网络中的信号调制、调整和复用等功能。
同时,光纤布拉格光栅也可以用于光波长多路复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)系统中,实现光路的选择和分离。
布拉格光纤光栅传感原理

布拉格光纤光栅传感原理
嘿,你知道吗?布拉格光纤光栅,这玩意儿可太神奇了!就好像是光通信世界里的魔法棒!
说起来啊,这布拉格光纤光栅的传感原理就像是一个超级敏锐的侦探。
比如想象一下,你走在路上,能感觉到每一步地面的微小变化,这布拉格光纤光栅就能对光进行这样精细的感知和探测!它能捕捉到光在光纤中传播时极其细微的变化。
咱就拿桥梁监测来举例子吧!它就像是桥梁的贴心小卫士,时刻关注着桥梁的健康状况。
当桥梁出现哪怕一点点的变形或应力变化时,布拉格光纤光栅马上就能察觉到!哇,这多厉害呀!它就这么默默地工作着,不断地给我们传递着重要的信息。
再比如说在石油化工领域,它也能大显身手呢!就像一个经验丰富的老工人,精准地监控着各种设备的运行状态。
你说神奇不神奇?这布拉格光纤光栅简直就是无处不在的小能手呀!
哎呀,真的,要是没有这布拉格光纤光栅,好多事情都没法那么顺利地进行下去呀!它就是科技的力量,就是为了让我们的生活变得更美好,让各
种复杂的工程和系统都能更安全、更可靠地运行。
所以呀,可千万别小瞧了这小小的布拉格光纤光栅,它可有着大本事呢!反正我是对它佩服得五体投地!这就是布拉格光纤光栅传感原理,厉害吧!。
光纤布拉格光栅(FBG)

多功能FBG
研发具有多参量感知能力 的FBG,如同时感知温度 和应变,提高FBG在实际 应用中的多功能性。
耐久性和稳定性
提高FBG的长期稳定性和 耐久性,使其在恶劣环境 下仍能保持可靠的传感性 能。
FBG在物联网领域的应用前景
智能交通
工业自动化
利用FBG传感器监测道路状况、车辆 速度和流量等信息,提高交通管理效 率和安全性。
光纤布拉格光栅(FBG)
contents
目录
• 引言 • FBG的基本原理 • FBG的制造工艺 • FBG的应用案例 • FBG的未来发展与挑战 • 结论
01 引言
FBG的定义与特性
定义
光纤布拉格光栅是一种特殊的光纤结 构,通过在光纤中产生周期性的折射 率变化,实现对特定波长光的反射。
特性
FBG具有窄带反射特性,反射光谱范 围窄、精度高、稳定性好,且易于与 光纤系统集成,适用于长距离、高可 靠性的光信号传输和传感应用。
写入技术
目前最常用的写入技术是 采用紫外激光干涉法,通 过在光纤上产生干涉图案 来形成光栅。
写入速度与精度
提高写入速度和精度是关 键技术难点,这有助于提 高生产效率和降低成本。
FBG的性能参数与测试方法
性能参数
01
光纤布拉格光栅的性能参数包括反射光谱、温度稳定性、机械
稳定性等。
测试方法
02
对光纤布拉格光栅的性能参数进行测试,可以采用光谱分析仪、
优势
FBG具有高灵敏度、高精度、抗电磁干扰等优势,使其在许多领域 中成为理想的选择。
未来发展前景
随着科技的不断发展,FBG的应用前景将更加广阔,其在各个领域 中的价值也将得到更充分的体现。
FBG的未来发展方向与挑战
FBG传感原理及产品

FBG传感原理及产品FBG(Fiber Bragg Grating)光纤布喇格光栅是一种在光纤中引入光波长选择性反射的光学组件。
它可以根据不同的波长尺寸选择性地反射光,从而实现光纤传感的目的。
FBG传感技术广泛应用于光纤传感领域,具有高精度、远距离传输、无电磁干扰等优势。
FBG传感器的结构相对简单,由一段光纤和一个光栅组成。
光栅通常通过使用激光束通过光纤的光束干涉技术制备而成。
在制备过程中,使用干涉仪将激光束分为两个光束,一个光束直接通过而另一个光束与光纤中的折射率变化交互。
当光线通过光纤时,光栅在光纤中引入周期性的折射率变化,从而形成布拉格光栅。
光纤中的折射率变化决定了光栅的反射波长。
这种布拉格光栅的特定折射率对应特定的波长,当特定波长入射时,会发生布拉格反射。
FBG传感器的工作原理是,当物理量(如温度、应力、测量)影响光纤中的光栅结构时,反射波长会发生变化。
通过测量光纤传感器输出光信号的波长,可以得到相应物理量的值。
由于光纤传感器无电气连接,可以在高强度磁场和强电压环境中工作,同时具有高温度稳定性和高抗微弱合成振动和冲击的能力。
FBG传感器的特点:首先,FBG传感器的反射光谱可以在光纤中分布,可以灵活布置,并且可以同时对多个位置进行光谱反射测量。
其次,FBG传感器具有较高的精度,大于0.01 nm的波长分辨率,可以实现较高的测量精度。
此外,FBG传感器具有较长的传输距离,信号带宽较大,能够在多达100公里的光纤中测量,而且信号传输延迟较小。
最后,FBG传感器具有很高的环境适应性,可以在恶劣的工作环境中长期使用。
FBG传感器广泛应用在结构监测、油田、航空航天、船舶、交通、环境监测、医疗等领域。
例如,在结构监测中,FBG传感器可以用于监测建筑物、桥梁和管道的变形、应力和温度。
在油田中,FBG传感器可用于监测井下温度、应力和压力变化。
在医疗领域,FBG传感器可以用于监测患者的体温、呼吸和心率。
总之,FBG传感器是一种基于光纤布喇格光栅结构的高精度光纤传感器。
光纤布拉格光栅传感器的特点以及工作原理解析

光纤布拉格光栅传感器的特点以及工作原理解析下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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fbg的反射光中心波长表达式 -回复

fbg的反射光中心波长表达式-回复标题:FBG的反射光中心波长表达式一、引言光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, 简称FBG)是一种利用光纤内部周期性变化的折射率分布来实现对光波长的选择性反射或透过的光学元件。
FBG在光纤通信、光纤传感等领域有广泛的应用。
本文将详细解析FBG 的反射光中心波长表达式,并对其物理意义进行解释。
二、FBG的工作原理FBG的工作原理基于布拉格散射理论。
当光波通过FBG时,由于其内部折射率的变化,使得部分光波被反射回来,而其余的光波则透过FBG。
这种反射和透过的现象与入射光的波长有关。
只有当入射光的波长满足布拉格条件时,才会发生强烈的反射,这个波长被称为布拉格波长或反射光中心波长。
三、FBG的反射光中心波长表达式根据布拉格散射理论,FBG的反射光中心波长可以用以下公式表示:λ_B = 2n eff * Λ其中,λ_B 是反射光中心波长;n eff 是有效折射率,它反映了光纤中传播光的速度相对于真空中的光速的比值;Λ是FBG的周期,即相邻两个折射率变化区域之间的距离。
四、公式解析从上述公式可以看出,FBG的反射光中心波长是由其有效折射率和周期共同决定的。
这两个参数决定了入射光的何种波长可以被强烈反射。
具体来说,如果入射光的波长大于λ_B ,那么它的速度会大于FBG内部光的速度,因此无法满足布拉格条件,不会被反射;反之,如果入射光的波长小于λ_B ,那么它的速度会小于FBG内部光的速度,同样无法满足布拉格条件,也不会被反射。
只有当入射光的波长等于λ_B 时,才能满足布拉格条件,产生强烈的反射。
五、应用举例例如,假设一个FBG的有效折射率为1.46,周期为500纳米,那么根据上述公式,我们可以计算出该FBG的反射光中心波长约为1539纳米。
这意味着,只有波长接近1539纳米的光才能够被该FBG强烈反射,其他波长的光则会被透过。
六、总结综上所述,FBG的反射光中心波长表达式是其工作原理的重要体现,也是其设计和应用的关键参数之一。
FBG布拉格光纤光栅传感技术及其优势

ti = 2li c/n式中,c为光在真空中传播的速度,n为光纤的折射率。 确定阵列中光栅的位置后,可使用如前所述的无缘倾斜滤波器来确定每个脉冲在其到来 时的波长。当然,也可使用高速分光计。
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三.布拉格光纤光栅传感技术优势
布拉格光纤光栅传感技术及其优势
基于布拉格光纤光栅(FBG)的传感器相对于传统的电子传感器技术具有很多重大优势: 适用于严苛环境 布拉格光纤光栅传感器完全无源,没有使用任何仪表无法工作的地方长期工作。 抗电磁干扰 布拉格光纤光栅传感器的无源特性的另一个好处就是它们不受到静电、电磁及无线电频率源的干扰。所以 它们可以安装在发电站等具有严重电子噪声的场所。另外,由于无源,本质上它们是100%安全的,它可用 于大多数危险爆破环境。 远程感应光纤是一个效率非常高的信号载体。因此,电子调制解调单元可安装在距传感器位置几十千米的 地方。而传统电子应变测量系统需要适当放大以防止噪声淹没信号。对于监测油井、提升柱、管道或隧道 等长距离、偏远建筑结构,此特点具有特有和巨大的好处。光学传感器没有引线的影响,由于布拉格光纤 光栅传感系统的被测量为波长,它不受到信号衰减的影响,所以远端的传感器信号在沿着较长光纤传输的 过程中不可能发生错误。 长期稳定性 布拉格光纤光栅传感器的另一个优点是其对于远程监控具有长期的稳定性。作为无源传感器,布拉格光纤 光栅具有零漂移的特性,因而可以使用很多年而不需要重新标定。将传感器安装在结构上,然后连接到调 制解调设备,每隔几年采集一次数据,就可获得结构自上次读数后的真实动作情况。由于一个调制解调单 元可用于很多结构,这大大增加了这项科技的经济优势。 微小尺寸 刻录布拉格光栅的光纤非常小,直径只有约0.15mm。因此,很多传感器可应用于非常小扰动的结构。特别 地,光纤传感器阵列可以嵌入复合材料,用于检测内部应变、温度和损伤,而不影响复合材料的结构性能。
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光纤布拉格光栅(FBG)的光学传感技术电子传感器数十年来一直作为测量物理与机械现象的标准机制。
尽管具有普遍性,却因为种种限制,在许多应用中显得缺乏安全、不切实际或无法使用。
基于光纤布拉格光栅(FBG)的光学传感技术,利用“光”作为介质取代“电”,使用标准光纤替代铜线,从而克服种种的挑战:由于光纤不导电且电气无源的良好特性,可以消除由电磁干扰(EMI)引起的噪声影响,并且能在少量损耗乃至不损耗信号完整性的前提下远距离传输数据。
此外,多个FBG传感器可沿一根光纤通过菊花链(daisy chain)方式连接,极大减少了测量系统的尺寸、重量和复杂性。
1.FBG 光学传感器基础1.1概述近几十年以来,电气传感器一直作为测量物理与机械现象的标准设备发挥着它的作用。
尽管它们在测试测量中无处不在,但作为电气化的设备,他们有着与生俱来的缺陷,例如信号传输过程中的损耗,容易受电磁噪声的干扰等等。
这些缺陷会造成在一些特殊的应用场合中,电气传感器的使用变得相当具有挑战性,甚至完全不适用。
光纤光学传感器就是针对这些应用挑战极好的解决方法,使用光束代替电流,而使用标准光纤代替铜线作为传输介质。
在过去的二十年中,光电子学的发展以及光纤通信行业中大量的革新极大地降低了光学器件的价格,提高了质量。
通过调整光学器件行业的经济规模,光纤传感器和光纤仪器已经从实验室试验研究阶段扩展到了现场实际应用场合,比如建筑结构健康监测应用等。
1.2光纤传感器简介从基本原理来看,光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性,比如强度、相位、偏振状态以及频率等。
非固有型 (混合型) 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质,而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。
光纤传感技术的核心是光纤–一条纤细的玻璃线,光波能够在其中心进行传播。
光纤主要由三个部分组成:纤芯(core),包层(cladding)和保护层(buffer coating)。
其中包层能够将纤芯发出的杂散光波反射回纤芯中,以保证光波在纤芯中具有最低的传输损耗。
这个功能的实现原理是纤芯的光折射率比包层的折射率高,这样光波从纤芯传播到包层的时候会发生全内反射。
最外面的保护层提供保护作用,避免外界环境或外力对光纤造成损坏。
而且可以根据需要要强度和保护程序的不同,使用多层保护层。
1.3光纤布拉格光栅(FBS)传感器光纤布拉格光栅传感器是一种使用频率最高,范围最广的光纤传感器,这种传感器能根据环境温度以及/或者应变的变化来改变其反射的光波的波长。
光纤布拉格光栅是通过全息干涉法或者相位掩膜法来将一小段光敏感的光纤暴露在一个光强周期分布的光波下面。
这样光纤的光折射率就会根据其被照射的光波强度而永久改变。
这种方法造成的光折射率的周期性变化就叫做光纤布拉格光栅。
当一束广谱的光束被传播到光纤布拉格光栅的时候,光折射率被改变以后的每一小段光纤就只会反射一种特定波长的光波,这个波长称为布拉格波长,如下面的方程 (1) 中所示。
这种特性就使光纤布拉格光栅只反射一种特定波长的光波,而其它波长的光波都会被传播。
在方程 (1)中,λ b 是布拉格波长,n 是光纤纤芯的有效折射率,而Λ是光栅之间的间隔长度,称为光栅周期。
图2. 光纤布拉格光栅传感器的工作原理因为布拉格波长是光栅之间的间隔长度的函数(方程 (1) 中的Λ),所以光纤布拉格光栅可以被生产为具有不同的布拉格波长,这样就能够使用不同的光纤布拉格光栅来反射特定波长的光波。
图3. 光纤布拉格光栅透视图应变以及温度的改变会同时影响光纤布拉格光栅有效的光折射率 n 以及光栅周期Λ,造成的结果就是光栅反射光波波长的改变。
光纤布拉格光栅反射波长随应变和温度的变化可以近似地用方程 (2) 中的关系来表示:其中Δλ是反射波长的变化而λo 为初始的反射波长。
右边加号前的第一个表示式表示的是应变的变化对反射波长的影响。
其中pe 是应变光学灵敏系数,而ε是光栅所受到应变影响。
加号后面的第二个表达式表示的是温度的变化对波长造成的影响。
其中αΛ是热膨胀系数而αn 是温度光学灵敏系数。
αn 体现了光折射率因为温度变化造成的影响而αΛ体现了同样的温度变化造成的光栅周期的改变。
正因为光纤布拉格光栅会同时受到应变和温度变化的影响,所以在计算反射波长变化的时候既要同时考虑这两种因素,又要分别对其进行分析。
当进行温度测量的时候,光纤布拉格光栅必须保持在完全不受应变影响的条件下。
你可以使用为此专门进行封装的FBG温度传感器,这种传感器能保证封装内部光纤布拉格光栅的属性不会耦合于任何外部的弯曲,拉伸,挤压或扭曲应变。
在这种情况下,玻璃的热膨胀系数αΛ通常在实用中是可以忽略的;所以,因温度变化而造成的反射波长的改变就可以主要由该光纤的温度光学灵敏系数αn 来决定了。
光纤布拉格光栅应变传感器在某种程序上讲就更加复杂了,因为温度和应变会同时影响传感器的反射波长。
为了正确地进行的测量,在测试的时候,必须针对温度对光纤布拉格光栅造成的影响进行补偿。
为了实现这种补偿,可以使用一个与FBG应变传感器有良好热接触的FBG温度传感器来完成。
得到测试结果以后,只需要简单地从FBG应变传感器测得的波长改变中减去由FBG温度传感器测得的波长改变就可以从方程 (2) 中消去加号右边的第二个表达式,这样做就补偿了应变测试中温度变化造成的影响了。
安装光纤布拉格光栅应变传感器的过程和安装传统的电气应变传感器的过程类似,而且FBG应变传感器有许多种不同的种类和安装方法可供选择,包含环氧树脂型,可焊接型,螺栓固定型和嵌入式型。
1.4探询方法由于光纤布拉格光栅可以被植入不同的特定反射波长,所以可以利用它来实现良好的波分复用 (WDM) 技术。
这个特性使得可以在一条长距离的独立光纤上,以菊花链的形式连接多个不同的拥有特定布拉格波长的传感器。
波分复用技术在可用的光学广谱中为每一个FBG传感器分配了一个特定的波长范围供其使用。
由于光纤布拉格光栅固有的波长特性,就算在传输过程中由于光纤介质的弯曲和传输造成了光强的损耗和衰减,传感器测得的结果也仍然能够保持准确。
每一个独立的光纤布拉格光栅传感器的工作波长范围和波长探询器可探询的总波长范围决定了在一条单独的光纤上可以挂接的传感器的数量。
一般来说,因为应变改变造成的波长改变会比温度改变造成的波长改变更加明显,所以一般会为FBG应变传感器分配大概5纳米的工作波长范围,而FBG温度传感器则分配大概1纳米的工作波长范围。
又因为通常的波长探询器能提供的测试范围大概为60到80纳米,所以一条光纤上挂接的传感器数量一般可以从1个到80个不等–当然,这要建立在各个传感器反射波长的区域在光谱范围内不会有重叠 (图 4) 的基础上的。
因此,在选择FBG传感器的时候,需要仔细地选择标称波长以及工作波长范围来保证每一个传感器都有其独立的工作波长区域。
图4.同一条光纤上挂接的每一个FBG传感器必须具有其独立的工作波长范围一般的FBG传感器会拥有几个纳米的工作波长范围,所以光学探询器必须能够完成分辨率为几个皮米甚至更小的测量–一个相当小的量级。
探询FBG光栅传感器可以有几种方法。
干涉计是通常运用的实验室设备,它可以提供相当高分辨率的光谱分析。
但是,这些仪器一般来说非常昂贵,体积庞大并且不够坚固,所以在一些涉及各种结构的现场监测的应用中,如风机叶片,桥梁,水管以及大坝等环境的监测中,这些仪器都不适用。
一种更加坚固的方法是引入了电荷耦合器件 (charge-coupled device - CCD) 以及固定的分散性单元,一般是指波长位置转换。
在这种方法中,会用一个广谱的光源照射FBG传感器 (或者一系列FBG传感器)。
这些反射光束会通过一个分散性单元,分散性单元会将波长不同的反射光束分别分配到电荷耦合器件(CCD)表面不同的位置上去。
如下图5所示。
图5.使用波长位置转换法探询FBG光学传感器这种方法可以快速并且同时地对挂接在光纤上的所有FBG传感器进行测量,但是它只提供了非常有限的分辨率以及信噪比 (SNR)。
举例来说,如果我们希望在80纳米的波长范围中实现1皮米的分辨率,那么我们需要一个包含80,000个像素点的线性CCD器件,这个像素指标已经比目前在市面上能够找到的最好的线性CCD器件 (截至2010年7月) 的指标高出了10倍以上。
另外,因为广谱光源的能量是被分散到一个很广的波长范围中,所以FBG反射光束的能量会非常小,有时候甚至会给测量带来困难。
目前最流行的方法是利用一个可调法珀滤波器来创造一束具有高能量,并且能够快速扫频的激光源来代替传统的广谱的光源。
可调的激光源将能量集中在一个很窄的波长范围里面,提供了一个具有很高信噪比的高能量的光源。
这种体系结构提供的高光学功率让使用一条光纤挂载多个光学通道成为可能,这样就能有效地减少多通道探询器的成本并且降低系统的复杂度。
基于这种可调激光架构的探询器可以在一个相对大的波长范围里面以很窄的光谱带进行扫描,另一方面,一台光探测器将与这个扫描同步,测量从FBG传感器反射回来的激光束。
当可调激光器发射的激光波长与FBG传感器的布拉格波长吻合的时候,光探测器就能测量到相应的响应。
该响应发生的时候可调激光的波长就对应了此时FBG传感器处测得的温度以及/或者应变,如图 6所示。
图6.用可调激光源法探询FBG光学传感器使用这种方法进行探询可以达到大概1皮米的精度,对应到传统FBG传感器的精度即是约1.2微应变(FBG应变传感器)或约0.1摄氏度(FBG温度传感器)。
因为可调激光源法相对于其它的方法来说具有很高的光学功率,所以这种探询法还可以适用于光纤长度更大 (超过10千米) 的测量应用中。
FBG光学传感器的优势通过使用光波代替电流以及使用标准光纤代替铜线作为传输介质,FBG光学传感解决了许多使用电气传感需要面临的挑战和解决的困难。
光纤和FBG光学传感器都是绝缘体,具有被动性电学特性,并且不受电磁感应噪声的影响。
具有高光学功率可调激光源的探询器可以以很低的数据丢失率甚至是零丢失来完成长距离的测量。
同时,与电气传感器系统不同,一个光学通道可以同时完成多个FBG传感器的测试,极大地减小了测试系统的体积,重量以及复杂度。
在一些外部环境条件恶劣的应用现场中,一些常用的电气传感器,例如箔应变片,热电偶,以及振弦式传感器已经很难使用甚至已经失效的情况下,光学传感器是一个非常理想的解决办法。
因为光学传感器的用途以及安装方法和这些传统的电气传感器类似,所以从电气测试方案过渡到光学测试方案会相对简单。
如果能够对光纤和FBG的工作原理有一个比较好的了解,那将帮助你更好地接受光学测试技术并驾驭这种新技术所带来的所有优势。