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  • 什么是布拉格光纖光柵傳感器?

    作者:佚名 來源:光行天下整理 時間:2017-09-08 14:30 閱讀:22815 [投稿]
    布拉格光纖光柵可以作為一種光纖傳感器,它和光纖傳感器一樣,與傳統的電傳感器相比有著許多不可替代的優點。

    3)光干涉檢測法

    該方法檢測光纖光柵傳感器波長移動是通過一非平衡光纖Mach一Zehnder干涉儀來實現的。寬帶光源發出的光經過禍合器入射到傳感FBG上,被FBG反射的光再通過藕合器直接通入非平衡的Mach-Zehnder干涉儀。這樣,被FBG反射的這部分光就有效地轉化為干涉儀的入射光源,由傳感光纖光柵擾動引入的波長移動也就成為此光源的波長(光頻率)調制信號。由于干涉儀輸出的相位對非平衡千涉儀的輸入波長存在著固有的依賴關系,布拉格彼長的移動就轉換為相位的變化,再通過檢a}n}干涉儀輸出光的相位的變化就可以得到布拉格波長的移動情況。 

    4)可調諧掃描激光器法

    可調諧掃描激光器法主要是通過可調諧激光器的波長可調諧性來動態跟蹤傳感FBG的中心波長。

    5)CCD成像光譜分析法

    在CCD成像光譜解調系統中,波長分到提通過個色散元件叻口棱鏡或光柵)來實現的,色散元件把波長轉變為CCD探測器陣列的像元位置,這樣就把測量光譜線的問題轉化為判斷光斑所在像元的問題。通常由于FBG的光譜中心分布在幾個相令巧的像元上,所以要準確檢測中心波長的位置,還必須采用相應的算法來實現。CCD成像光譜法有才民大的局限性,即實用的CCD波長響應范圍在900nm以下,所以只能對中心波長在900nm以下的光柵傳感器解調。

    三、布拉格光纖光柵傳感器應變溫度分辨

    由于布拉格光纖光柵的中心波長同時受到溫度和應變的影響,所以傳感具體參量的時候必須通過相應的方法把這兩個效應區分開。布拉格光纖光柵的溫度和應變靈敏度如表經過研究,已經提出了許多方案來實現溫度和應變的同時檢測,主要包括以下方法:

    (1)參考FBG法

    這種方法的原理是引入一個參考FGB,使其不受應變影響而只受溫度影響,同時這個參考FGB和傳感FGB處于相同的環境,這樣就可以通過這個參考FGB來檢測出溫度,再從傳感FGB總的波長偏移量中除去參考FGB的溫度影響,就可以把溫度和應變區分開。

    (2)蝕刻FBG法

    這種方法通過蝕刻FGB,刻有FGB的那段光纖的芯徑尺寸呈線性遞減關系,這樣當對其軸向施加均勻應力時,沿軸向的應變也是呈線性關系,這樣就導致了惆啾,即反射帶寬的變化,而溫度對其影響只是使其中心波長偏移,而不改變帶寬,也就是帶寬是溫度不敏感的,通過檢測帶寬的變化就可以把溫度效應導致的誤差除去。但是這種方法的缺點是減小了光纖的強度,也即減小了傳感的范圍。

    (3)雙波長FBG法

    這種方法的原理是通過在光纖的同一個位置寫入兩個波長不同的FGB,然后檢測這兩個不同波長的偏移量來分辨溫度和應變。因為溫度和應變導致的布拉格波長的偏移量由式

    (4)FBG諧波法

    FGB諧波法和上面的雙波長FGB法原理是一樣的,只是這里用的是FGB的二次諧波而不是兩個波長不同的FGB,當FGB的反射率很高時,折射率的調制有可能不是很好的正弦調制,從而導致了二次諧波的產生,而這兩個諧波的溫度和應變靈敏度不同,通過矩陣法就可以同時檢測溫度和應變。

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