光纤光栅传感器技术及其应用

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notcommercialuse光纤光栅传感器技术及其应用概述及船舶航运、民用工程结构、电力工业、医学、和化学传感中的应用。一、 前言1978年加拿大渥太华通信研究中心的等人首次在掺锗石英光纤中发现光纤的光1989年，美国联合技术研究中心G·Meltz等人实现了光纤Bragg(FBGUV(EDFA)技术之后的又一重大技术突破。Bragg(chirp光125um400℃-600℃)、1988二、 光纤光栅传感器的工作原理我们知道，光栅的Bragg波长λB由下式决定:λB=2nΛ (1)为光栅周期。当光纤光栅所处环境的温度、应力、应变或其1、啁啾光纤光栅传感器的工作原理较好的方法就是采用啁啾光纤光栅传感器。啁啾光纤光栅由于其优异的色散补偿能力而应用在高比特远程通信系统中。与光纤BraggB的变化外(dn／dT)2、长周期光纤光栅(LPG)传感器的工作原理(LPG在特定的波长上把纤芯的光耦i个独立的LPG共振的中心波长主要取决于iLPGLPG三、光纤光栅传感器的应用1、在地球动力学中的应用ft区的应力和温度变化是目前为止能够揭示火ft活动性及其关键活动范围演变的ft光纤光栅传感器已成功检测了频率为0.1-2Hz，大小为10-9ε2、在航天器及船舶中的应用100165kHz10nε/(Hz)1/21003、在民用工程结构中的应用可使用应力和温度分开的传感臂，并在每一个梁上均安装这两个臂。两个具有相同中心波长的光纤光栅代替法布里－珀罗干涉仪的反射镜(FFH态应变测量．用FFPI结合另外两个FBG，其中一个光栅用来测应变，另一个被保护起来，免受应力影响，以测量和修正温度效应，所以FFP～FBG实现了同时测量三个量：温度、静5mε1µε0.1℃的温度灵敏度和小于1nε/(Hz)1/24、在电力工业中的应用光纤光栅传感器因不受电磁场干扰和可实现长距离低损耗传输想选择。电线的载重量、变压器绕线的温度、大电流等都可利用光纤光栅传感器测量。(PZT)产生形变，而利用贴于PZT上的光纤光栅的波长漂移，很容易得知其形变，从而得知电流强度。故不需快速调制和解调。5、在医学中的应用30℃－600.110-3atm／Hz1/2，这为研究病变组织提供了有用的信息。6、在化学传感中的应用失波的相互作用以及环境中的化学物质的浓度变化都会引起折射率的变化。(longperiodfiber100µm的纤芯基模被耦合入几个特定波长的向前传输的包层模，包层模很快损失掉，所以LPFG基本上没有后向反射，在其透射谱中有几个特定波长的吸收峰。LPFG对光纤包层材料折射率的变化比上述的光纤布拉格光栅更为敏感10－７的灵敏CaCl2、NaCl1.31.45四、结束语光纤光栅传感器的应用是一个方兴未艾的领域，有着非常广阔的发展前景。目前对光纤光栅传感器的研究方向主要有三个方面术。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地分辨光栅波长变化是由温度变化引起的还是由应力产生的应变引起的等这些都有待发展。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.только для людей, которые ис