光纤光栅传感器的应用
FBG传感器应用及设计实例
FBG传感器应用及设计实例FBG（Fiber Bragg Grating）传感器是一种基于光纤布拉格光栅原理设计的光纤传感器。
光纤布拉格光栅是通过在光纤内部引入一定的折射率改变周期性的折射率变化结构，形成的一种反射光栅。
FBG传感器利用光纤布拉格光栅的特性，可以对环境中的温度、应变等物理量进行测量。
FBG传感器具有体积小、抗干扰能力强、测量范围广等优点，因此被广泛应用于各个领域。
以下是几个FBG传感器的应用及设计实例：1.建筑结构监测：FBG传感器可以用来监测建筑结构的应变情况。
通过将多个FBG传感器布置在建筑结构上，可以实时监测结构的应变情况，及时发现结构的变形、开裂等问题，提前采取修复措施，保证建筑结构的安全性。
2.油气管道监测：FBG传感器可以用来监测油气管道的变形和温度变化。
将FBG传感器安装在油气管道上，可以实时监测管道的应变和温度变化，及时发现管道的变形、破损等问题，避免事故的发生。
3.地下水监测：FBG传感器可以用来监测地下水位的变化。
将FBG传感器固定在井口或地下水管道中，通过测量光纤的折射率变化来判断地下水位的变化情况。
这对于地下水资源的合理利用和保护具有重要意义。
4.航天器结构监测：FBG传感器可以用来监测航天器的结构应变情况。
将FBG传感器布置在航天器的关键结构上，可以实时监测结构的应变情况，判断航天器的工作状态是否正常，及时发现结构的变形和疲劳损伤，提高航天器的运行安全性。
5.生物医学应用：FBG传感器可以用于生物医学领域中的温度、压力和拉伸等参数的测量。
例如，可以将FBG传感器固定在医用器械上，实时测量医用器械的温度和应变情况，确保医疗操作的安全性。
以上是几个FBG传感器的应用及设计实例。
随着光纤技术的不断发展，FBG传感器将在更多的领域发挥更大的作用，为人们的生活和工作带来更多便利和安全。
光纤光栅传感器的应用
光纤光栅传感器的应用光纤布拉格光栅传感器的应用1。
光纤光栅传感器的优点与传统传感器相比，光纤光栅传感器有其独特的优点:(1)传感头结构简单，体积小，重量轻，形状可变，适合嵌入大型结构中，能够测量结构内部的应力、应变和结构损伤，具有良好的稳定性和重复性；(2)与光纤自然兼容，易于与光纤连接，损耗低，光谱特性好，可靠性高；(3)不导电，对被测介质影响小，具有耐腐蚀和抗电磁干扰的特点，适合在恶劣环境下工作；(4)轻便灵活，可在一根光纤中写入多个光栅组成传感阵列，结合波分复用和时分复用系统实现分布式传感；(5)测量信息为波长编码，因此光纤光栅传感器不受光源光强波动、光纤连接和耦合损耗以及光波偏振态变化的影响，抗干扰能力强。
(6)高灵敏度和分辨率正是因为它的许多优点。
近年来，光纤光栅传感器已经广泛应用于大型土木工程结构、航空航天等领域的健康监测，以及能源和化工等领域。
光纤光栅传感器无疑是一种优秀的光纤传感器，特别是在测量应力和应变的情况下，具有其他传感器无法比拟的优势。
它被认为是智能结构中最有前途的集成在材料内部的传感器，作为监测材料和结构的载荷和检测其损伤的传感器。
2，光纤光栅的传感应用1，在土木和水利工程中的应用土木工程中的结构监测是光纤光栅传感器应用最活跃的领域力学参数的测量对于桥梁、矿山、隧道、大坝、建筑物等的维护和健康监测非常重要。
通过测量上述结构的应变分布，可以预测结构的局部载荷和健康状况。
光纤布拉格光栅传感器可以预先附着在结构表面或嵌入结构中，同时对结构进行健康检测、冲击检测、形状控制和减振检测，监测结构的缺陷。
另外，多个光纤光栅传感器可以串联成传感网络，对结构进行准分布式检测，传感信号可以由计算机远程控制(1)在桥梁安全监测中的应用目前，光纤光栅传感器应用最广泛的领域是桥梁安全监测斜拉桥的斜拉索、悬索桥的主缆和吊杆、系杆拱桥的系杆是这些桥梁体系的关键受力构件，其他土木工程结构的预应力锚固系统，如用于结构加固的锚索和锚杆，也是关键受力构件上述受力构件的应力大小和分布变化最直接地反映了结构的健康状况，因此监测这些构件的应力状态并以此为基础进行安全分析和评价具有重要意义。
光纤光栅传感技术的原理与应用
光纤光栅传感技术的原理与应用
光纤光栅传感技术是一种基于光纤的传感技术，利用光纤中的周期性折射率变化来实现对外界环境的测量和监测。
它在工业、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用。
光纤光栅传感技术的原理是通过在光纤中制造周期性的折射率变化，形成一种光栅结构。
当光信号经过光纤光栅时，会发生光的衍射现象，从而改变光信号的传播特性。
这种变化可以用来测量外界的物理量，如温度、压力、应变等。
光纤光栅传感技术的应用非常广泛。
在工业领域，光纤光栅传感技术可以实时监测设备的温度、压力和振动等参数，从而实现对设备状态的监测和预警。
在医疗领域，光纤光栅传感技术可以用于监测患者的体温、呼吸和心率等生理参数，帮助医生做出准确的诊断和治疗决策。
在环境监测领域，光纤光栅传感技术可以用于监测水质、大气污染和地震等自然灾害，提供及时的数据支持。
与传统的传感技术相比，光纤光栅传感技术具有许多优势。
首先，光纤光栅传感器可以远距离传输信号，适用于需要长距离监测的场景。
其次，光纤光栅传感器具有高灵敏度和高分辨率，可以实现对微小变化的检测。
此外，光纤光栅传感器还具有耐高温、耐腐蚀和抗电磁干扰等特点，适用于各种恶劣环境条件下的应用。
光纤光栅传感技术是一种高精度、高可靠性的传感技术。
它在工业、
医疗、环境监测等领域的应用前景广阔。
随着技术的不断发展和创新，光纤光栅传感技术将进一步提升其性能和应用范围，为人们的生产和生活带来更多的便利和安全。
《2024年光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用》范文
《光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用》篇一一、引言随着科技的不断进步，光纤光栅传感技术作为一项前沿的监测技术，在结构健康监测领域中发挥着越来越重要的作用。
光纤光栅传感技术以其高灵敏度、高可靠性、抗干扰能力强等优点，为结构健康监测提供了新的手段。
本文将详细探讨光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用，分析其技术原理、应用领域及未来发展趋势。
二、光纤光栅传感技术原理光纤光栅传感技术是一种基于光纤光栅的光学传感技术。
其基本原理是通过在光纤中制作光栅结构，实现对光信号的调制和传输。
光纤光栅传感器由光纤光栅、光源和光电检测器等部分组成。
当光纤中的光经过光栅时，会产生特定的布拉格衍射效应，使得光的波长发生改变，进而通过检测光波长的变化来获取被测量的信息。
三、光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用（一）桥梁结构监测桥梁作为重要的交通基础设施，其安全性直接关系到人民的生命财产安全。
光纤光栅传感技术可以实现对桥梁结构的实时监测，包括对桥梁的应力、应变、温度等参数的监测。
通过在桥梁的关键部位布置光纤光栅传感器，可以实时获取桥梁的结构状态，及时发现潜在的安全隐患，为桥梁的维护和加固提供依据。
（二）建筑结构监测建筑结构的健康监测对于保障建筑的安全性和耐久性具有重要意义。
光纤光栅传感技术可以应用于建筑结构的应力、位移、振动等参数的监测。
通过在建筑结构的关键部位布置光纤光栅传感器，可以实时监测建筑结构的变形和损伤情况，及时发现并处理潜在的安全问题。
（三）隧道及地下工程监测隧道及地下工程的施工环境和结构特点复杂，容易出现各种安全问题。
光纤光栅传感技术可以应用于隧道及地下工程的应力、应变、渗流等参数的监测。
通过在隧道及地下工程的关键部位布置光纤光栅传感器，可以实时获取工程的结构状态和变形情况，为工程的施工和维护提供有力支持。
四、光纤光栅传感技术的优势与挑战（一）优势1. 高灵敏度：光纤光栅传感器具有高灵敏度，能够实时准确地获取被测量的信息。
光纤光栅传感器的原理应用
光纤光栅传感器的原理应用1. 光纤光栅传感器的基本原理光纤光栅传感器是一种基于光纤光栅原理的传感器，主要用于测量和监测光纤中的温度、应变、压力等物理量。
其基本原理如下：•光纤光栅构造：光纤光栅由一段光纤中定期布置的光栅构成，其中光栅中的折射率周期性变化，形成了一个光栅结构。
•光栅反射与折射：当光线传播通过光纤光栅时，一部分光线会被光栅反射回来，另一部分光线会因为光栅的折射而偏转。
•光栅中的相位偏移：当外界物理量（如温度、应变、压力）作用于光栅光纤时，会引起光栅的折射率发生改变，从而导致光栅中的相位偏移。
•相位偏移的测量：通过测量光纤光栅反射光的相位，可以间接得到光栅中的相位偏移，进而推导出外界物理量的变化。
2. 光纤光栅传感器的应用领域光纤光栅传感器在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下方面：2.1 温度传感•石油和化工工业：用于测量和监测油井和化工过程中的温度变化，以确保设备的正常运行和安全性。
•电力系统：用于测量电力设备和输电线路中的温度，以保护设备并及时发现故障。
•环境监测：用于测量大气温度、水温等环境参数，用于气象和环境保护研究。
2.2 应变传感•结构安全监测：用于测量桥梁、建筑物等结构的应变变化，以预防和监测结构的损坏。
•航天航空领域：用于测量飞机、火箭等复杂结构的应变，以保证其安全性和稳定性。
•汽车工业：用于测量汽车和列车等交通工具的应变，以确保车辆的安全性和性能。
2.3 压力传感•工业自动化：用于测量和监测工业设备中的压力变化，以控制和调节设备的运行状态。
•化工过程：用于测量化工过程中的压力，以确保设备的正常运行和安全性。
•石油勘探：用于测量油井中的压力变化，以评估油井的产量和储量。
3. 光纤光栅传感器的优势和特点光纤光栅传感器具有以下优势和特点：•高灵敏度：光纤光栅传感器能够实现高精度的物理量测量，具有很高的灵敏度和分辨率。
•远距离传输：光纤传输具有低损耗和高带宽的特点，可实现长距离传输和分布式测量。
光纤光栅传感器的应用
光纤光栅传感器的应用光纤传感器种类很多，它能够测量许多物理量。
相对于机电类传感器，光纤光栅传感器具有一些明显的优势，包括抗电磁干扰、耐高温、体积小、灵活方便等。
以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器，除了具有普通光纤传感器的优势之外，还有一些特别的优势，最主要的是传感信号为波长调制以及复用能力强。
其好处在于:测量信号不受光纤弯曲损耗、连接损耗、光源起伏和探测器老化等因素的影响；避免了干涉型光纤传感器相位测量模糊不清等问题；在一根光纤上串接多个布拉格光栅，把光纤嵌入(或粘于)被测结构，可同时得到几个测量目标的信息，并可实现准分布式测量。
这里分几个部分介绍光纤光栅传感器在大坝安全监测、航天及船舶、光纤通信产品、地球动力学及医药中的应用。
1、在大坝安全监测上的应用传感器不仅是防洪、洪水预报中的应用设备，也是大坝以及水库安全监测的理想设备。
目前，大坝的监测大多利用电阻式传感器，但电阻式传感器的抗电磁干扰能力及长期可靠性重复性方面较差，它们只能做短期的临时监测。
光纤光栅传感器作为一种新型光纤传感器，对多个物理量敏感，可以用来测量多个物理量，包括应变、应力、温度、振动、压力等，在大坝安全监测领域应用非常广泛。
同时传感器阵列可以实现分布式的传感网络，对物体进行多点测量，提取相关的信号，进行状态分析，达到示警以及故障诊断的目的。
在大坝、水库等工程中可以进行实时安全、温度及应变监测。
传感器的精度甚至可以达到几个微应变级，具有很好的可靠性，可实现动态测量。
2、在航天器及船舶中的应用在航空航天领域，飞行安全是人们十分关注的一个方面。
光纤光栅传感器具有体积小，重量轻，灵敏度高等优点，将光纤光栅埋入飞行器或者发射塔结构中，组成分布式智能传感网络，可以对飞行器及发射塔的内部机械性能及外部环境进行实时监测。
3、在光纤通信产品中的应用光纤通信的一个重要应用是使各种全光纤器件，如光纤激光器、光纤调制器、光纤滤波器、光纤波复用和解复用器、光纤光栅色散补偿器件等的研制成为可能，同时将各种全光纤器件集成在一段光纤里，形成诸多集成型光纤通信系统也成为可能。
光纤光栅压力传感器
光纤光栅压力传感器摘要光纤光栅压力传感器是一种基于光纤光栅技术的压力测量装置。
它利用光纤光栅的特性，通过测量光纤光栅的光谱变化来间接测量压力。
本文将介绍光纤光栅压力传感器的工作原理、优势以及应用领域，并对光纤光栅压力传感器的未来发展进行展望。
1. 引言随着科技的发展，压力传感技术在工业自动化、机械制造、医疗诊断等领域中具有重要的应用价值。
光纤光栅压力传感器作为一种新型的压力测量技术手段，具有高灵敏度、快速响应、抗电磁干扰等优点，逐渐受到研究者的关注。
2. 光纤光栅压力传感器工作原理光纤光栅压力传感器的工作原理基于光纤光栅的特性，即通过光纤中的光栅结构使入射光产生衍射，从而形成一系列特定波长的光谱。
当光纤光栅受到外界压力的作用时，光栅的结构会发生变化，导致衍射光谱发生位移。
通过测量光谱的位移大小，可以间接得到外界压力的大小。
3. 光纤光栅压力传感器的优势相比传统的压力传感器，光纤光栅压力传感器具有以下优势：•高灵敏度：光纤光栅压力传感器可以实现对微小的压力变化的检测，具有较高的灵敏度。
•快速响应：光纤光栅压力传感器的响应时间非常快，可以在毫秒级别内完成压力测量。
•抗电磁干扰：光纤光栅压力传感器采用光学传输信号，对电磁干扰具有很好的抗干扰能力。
•高可靠性：由于光纤光栅压力传感器没有机械移动部件，因此具有较长的使用寿命和高可靠性。
4. 光纤光栅压力传感器的应用领域光纤光栅压力传感器在多个领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：4.1 工业自动化光纤光栅压力传感器可以用于工业自动化中的压力监测和控制，如机械加工、液压系统等。
通过实时测量压力变化，可以及时调整系统的工作状态，提高生产效率和产品质量。
4.2 汽车工程光纤光栅压力传感器可以应用于汽车制造和汽车发动机的研究中。
通过监测引擎内部的压力变化，可以实时监控引擎的工作状态，提高燃烧效率和燃油利用率。
4.3 医疗诊断光纤光栅压力传感器可以应用于医疗诊断中的血压测量、内脏压力监测等领域。
光纤光栅传感器
温度传感
温度传感
光纤光栅传感器能够实时监测温度变化，广 泛应用于电力、能源、环保等领域的温度监 控。通过将光纤光栅传感器安装在发热设备 或热流通道中，可以实时监测温度，实现设 备的预防性维护和安全控制。
温度传感特点
光纤光栅传感器具有测温范围广、响应速度 快、精度高、稳定性好等特点，能够实现高 精度的温度测量和实时监测。
航空航天
用于监测飞机和航天器的结构健康状况，如机翼、 机身等关键部位的温度、应变和振动等参数。
智能交通
用于监测高速公路、桥梁和隧道等基础设施的结 构健康状况，以及车辆速度、流量等交通参数。
06 光纤光栅传感器与其他传 感器的比较
电容式传感器
总结词
电容式传感器利用电场感应原理，通过测量电容器极板 间距离的变化来检测位移或形变。
分布式测量
长距离传输
光纤光栅传感器可以实现分布式测量，即 在同一条光纤上布置多个光栅，实现对多 点同时监测。
光纤光栅传感器以光纤为传输媒介，可实 现远距离信号传输，适用于长距离、大规 模监测系统。
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抗电磁干扰
光纤光栅传感器采用光信号传输，不 受电磁干扰的影响，特别适合在强电 磁场环境下工作。这使得光纤光栅传 感器在电力、航空航天、军事等领域 具有广泛的应用前景。
光纤光栅传感器的抗电磁干扰特性使 其在复杂环境中能够稳定工作，提高 了测量的可靠性和准确性。
耐腐蚀与高温
光纤光栅传感器采用石英光纤作为传输介质，具有优良的化 学稳定性和耐腐蚀性，能够在恶劣的化学环境下正常工作。 同时，石英光纤的熔点高达1700℃，使得光纤光栅传感器能 够在高温环境下进行测量。
光纤光栅传感器
光纤光栅传感器技术及其应用
光 纤光 栅传 感器可用于化 学传感 ， 因为光 器还 可用来测量心 脏的 效率。 生把嵌有光纤 医
栅 的中心波长 随折射 率的 变化而 变化 ， 光栅 光栅 的热 稀释导 管插入病 人心脏 的右心房 ， 而 并
间倏失波的相互作用。 前 已经用长周期光栅测 注射人一种冷 溶液， 目 可测量肺动脉血液的温度， 出了许 多化学 物质的浓度 ， 则上， 原 任何具 有吸 结合脉 功率就 可知 道心脏 的血液 输出量 ， 对 这 收峰 谱并且其折射率 在 １ 和 １ ５ ． ． 之间的化学物 于心脏 监测是非常重要的。 ３ ４
容 易得知其形变 ． 从而 得知电流强度。 这是 一种
较为廉价的 方法， 并且不需要复杂的 电隔离。 这 是利用光纤 光栅传感 器实现远 距离恶 劣环境下 测量的实例 ， 这种情况下， 在 相邻光栅的间距较 大， 故不需快 速调制和解调。 ４ 工程结构 、 民用工程的结 构监测是光纤 光栅传感器最 活跃的 领域 。 光纤 光栅 传感器可以 贴在结构 的 表面或预 先埋 人结 构中 ， 结 构同时进 行冲击 对
质都可用长周期光 栅进行探测 。
３ 电 力工业 、
光纤 传感 器有许多独特优 势 ， 可以 解决许
多传统 传 感 器无 法解 决 的 问题 。 纤 光 栅 传 光
光纤光栅 传感器因不受电磁场干扰 和可实 感 器的应用 是一 个方兴 未艾的 领域 ， 有着非 常 现长距离低损耗传输 ， 从而成为 电力］ 应用的 广 阔的发展前景。 业 有效 地解 决上述 问题对 于实 理 想选 择。 电流转 换 器可把 电流变化 转化 为电 现 廉价、 定、 稳 高分辨 率、 大测 量范 围、 多光 栅 这 压变化 ， 电压变 化使压 电陶瓷 （ Ｚ ） Ｐ Ｔ 产生形变 ， 复用的传感 系统具 有重要意 义， 些都 有待发 而 利用贴于ＰＺ 上的 光纤 光栅的波长 漂移 ， Ｔ 很 展 。
光纤光栅传感器
光纤光栅传感器概述光纤光栅传感器是一种基于光纤传输和光栅技术的传感器。
它利用光栅的特性来测量光纤中的光信号，从而实现对物理量的测量和监测。
光纤光栅传感器具有高精度、长寿命、抗干扰等特点，在许多领域中广泛应用。
工作原理光纤光栅传感器的工作原理基于布拉格光栅的特性。
布拉格光栅是一种光学衍射结构，它由一系列等间距的折射率变化区域组成。
当入射光波与光栅相互作用时，会发生光衍射现象。
根据不同的入射角度和波长，只有特定的波长会在特定的入射角度下被反射回来。
这个特定波长就是布拉格波长。
在光纤光栅传感器中，通过将光纤中一段长度的折射率周期性变化，形成一个布拉格光栅。
当光信号从光纤中传输经过光栅区域时，会发生衍射现象，反射出特定波长的光信号。
通过测量这个特定波长的光信号的强度变化，可以得到物理量的信息。
应用领域光纤光栅传感器在许多领域中得到广泛应用。
以下是一些典型的应用领域：1. 温度测量：光纤光栅传感器可以通过测量光栅中的布拉格波长随温度的变化来实现温度的测量。
这种传感器具有高精度、快速响应等优点，在工业过程控制、环境监测等方面应用广泛。
2. 应变测量：光纤光栅传感器可以通过测量光纤中的布拉格波长随应变的变化来实现应变的测量。
由于光纤的柔性和高强度特性，这种传感器在结构健康监测、材料力学测试等领域中具有广泛的应用前景。
3. 液位测量：光纤光栅传感器可以通过测量光栅中的布拉格波长随液位的变化来实现液位的测量。
这种传感器具有高灵敏度、非接触式测量等优点，适用于液体储罐、水池等液位监测场景。
4. 压力测量：光纤光栅传感器可以通过测量光栅中的布拉格波长随压力的变化来实现压力的测量。
这种传感器具有高精度、快速响应等优点，适用于工业流体控制、汽车发动机监测等领域。
总结光纤光栅传感器是一种基于光纤传输和光栅技术的传感器，利用光栅的特性来测量光纤中的光信号，实现对物理量的测量和监测。
它具有高精度、长寿命、抗干扰等优点，在温度测量、应变测量、液位测量、压力测量等领域中得到广泛应用。
光纤光栅传感器原理及应用
光纤光栅传感器原理及应用
光纤光栅传感器是一种新型的光学传感器，它利用光纤及特殊的反射镜栅，使多普勒散射层间隙和入射光束经过一定角度反射多次，使两个层间隙形成阻断环境；从而将频率对变化的入射光束有效地分解，通过层间隙效应耦合实现被测物体表面形变量的信号传输，从而实现被测物体表面形变量的无接触检测。
由于光纤光栅传感器的特点，它在某些特定领域有其独到的应用，具体如下：
1、检测可燃气体浓度：光纤光栅传感器可以用于检测各种可燃气体的浓度，其原理是：通过观察各种可燃气体对不同波长的散射系数变化情况，根据系数大小和变化趋势可以推测出各种可燃气体的浓度；
2、检测灌溉补水情况：光纤光栅传感器可以用于无接触地检测灌溉补水情况，通过不同的土壤表面形变量对不同波长的散射系数变化情况，根据系数变化的大小可以推算出土壤的补水情况；
3、检测地面变化：光纤光栅传感器可以用于检测地面变化情况，例如地面沉降、crack等，其原理是：通过检测不同位置地表形变量对不同波长的散射系数变化情况，根据系数变化的大小和变化趋势可以判断出地面变化情况；
4、地下管线和房屋结构的检测：光纤光栅传感器可以用于无接触地检测地下管
线或房屋结构的选型变化，其原理是：通过检测管道或建筑结构的不同波长散射系数，根据散射系数的变化特征可以推测出其结构是否有变化；
5、其他力学工程的检测：光纤光栅传感器还可以用于检测其他力学结构的变化，例如工程机械，它们的特性也可以通过检测物体波长散射系数的变化情况来进行判断。
光纤光栅传感器的工作原理和应用实例
光纤光栅传感器的工作原理和应用实例一、本文概述光纤光栅传感器作为一种先进的光学传感器，近年来在多个领域中都得到了广泛的应用。
本文旨在全面介绍光纤光栅传感器的工作原理及其在各领域中的应用实例。
我们将详细阐述光纤光栅传感器的基本原理，包括其结构、光学特性以及如何实现传感功能。
接着，我们将通过一系列应用实例，展示光纤光栅传感器在结构健康监测、温度测量、压力传感以及安全防护等领域的实际应用。
通过本文的阅读，读者将能够对光纤光栅传感器有一个全面深入的了解，并理解其在现代科技中的重要地位。
二、光纤光栅传感器的基本概念和原理光纤光栅传感器，也被称为光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）传感器，是一种基于光纤光栅技术的传感元件。
其基本概念源于光纤中的光栅效应，即当光在光纤中传播时，遇到周期性折射率变化的结构（即光栅），会发生特定波长的反射或透射。
光纤光栅传感器的工作原理基于光纤中的光栅对光的反射作用。
在制造过程中，通过在光纤芯部形成周期性的折射率变化，即形成光栅，当入射光满足布拉格条件时，即入射光的波长等于光栅周期的两倍与光纤有效折射率的乘积时，该波长的光将被反射回来。
当外界环境（如温度、压力、应变等）发生变化时，光纤光栅的周期或折射率会发生变化，从而改变反射光的波长，通过对这些波长变化的检测和分析，就可以实现对环境参数的测量。
光纤光栅传感器具有许多独特的优点，如抗电磁干扰、灵敏度高、测量范围大、响应速度快、能够实现分布式测量等。
这使得它在许多领域，如结构健康监测、航空航天、石油化工、环境监测、医疗设备、智能交通等，都有广泛的应用前景。
光纤光栅传感器的工作原理决定了其可以通过测量光栅反射光的波长变化来感知外界环境的变化。
因此，在实际应用中，通常需要将光纤光栅传感器与光谱分析仪、解调器等设备配合使用，以实现对环境参数的精确测量。
光纤光栅传感器的基本概念和原理为其在各种应用场景中的广泛应用提供了坚实的基础。
光纤光栅传感器的应用研究及进展
光纤光栅传感器的应用研究及进展光纤光栅传感器（Fiber Bragg Grating Sensor，FBG Sensor）是一种基于光纤光栅的传感器技术，具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，在工业、医疗、环境监测等领域有着广泛的应用。
本文将从光纤光栅传感器的基本原理、应用领域和近年来的研究进展三个方面进行探讨。
光纤光栅传感器的基本原理是利用了光纤中的光栅结构对光波的折射率和光纤长度进行测量。
光纤光栅是一种周期性调制的折射率分布结构，当光波通过光纤光栅时，会发生布拉格散射，这种散射会使一部分光波反向传播并被光纤光栅再次散射回来，形成布拉格反射。
当光纤光栅受到外界的力、温度、应变等影响时，其折射率和长度会发生变化，从而导致布拉格反射波长的改变。
通过测量布拉格反射波长的变化，可以得到外界的参数信息。
光纤光栅传感器可以应用于多个领域。
在工业领域，光纤光栅传感器可以实现对物体的形变、压力、温度等参数的测量。
例如，在航空航天领域，光纤光栅传感器可以用于飞机机翼的变形监测；在石油化工领域，光纤光栅传感器可以用于管道压力和温度的监测。
在医疗领域，光纤光栅传感器可以应用于心脏瓣膜的监测和血压的测量。
在环境监测领域，光纤光栅传感器可以用于地下水位、土壤湿度等的监测。
近年来，光纤光栅传感器的研究取得了一系列的进展。
一方面，光纤光栅传感器的灵敏度和分辨率得到了提高。
通过改变光纤光栅的结构和优化信号处理算法，可以提高传感器的灵敏度。
另一方面，光纤光栅传感器的应用领域得到了拓展。
传统的光纤光栅传感器主要应用于单一参数的测量，如温度、压力等，而现在的研究主要关注多参数的测量。
例如，通过改变光纤光栅的布局和优化信号处理算法，可以实现对多种参数的同时测量。
此外，光纤光栅传感器还面临一些挑战和问题。
一方面，光纤光栅传感器的制备和安装需要专业的技术和设备，成本较高。
另一方面，光纤光栅传感器的应用受到光纤光栅的长度限制，难以实现对大范围区域的监测。
光纤光栅传感器的应用
光纤光栅传感器的应用一、光纤光栅传感器的优势与传统的传感器相比,光纤Bragg光栅传感器具有自己独特的优点:(1) 传感头结构简单、体积小、重量轻、外形可变, 适合埋入大型结构中, 可测量结构内部的应力、应变及结构损伤等, 稳定性、重复性好;(2) 与光纤之间存在天然的兼容性, 易与光纤连接、低损耗、光谱特性好、可靠性高;(3) 具有非传导性, 对被测介质影响小, 又具有抗腐蚀、抗电磁干扰的特点, 适合在恶劣环境中工作;(4) 轻巧柔软, 可以在一根光纤中写入多个光栅, 构成传感阵列, 与波分复用和时分复用系统相结合, 实现分布式传感;(5) 测量信息是波长编码的, 所以, 光纤光栅传感器不受光源的光强波动、光纤连接及耦合损耗、以及光波偏振态的变化等因素的影响, 有较强的抗干扰能力;(6) 高灵敏度、高分辩力。
正是由于具有这么多的优点,近年来,光纤光栅传感器在大型土木工程结构、航空航天等领域的健康监测,以及能源化工等领域得到了广泛的应用。
光纤Bragg光栅传感器无疑是一种优秀的光纤传感器，尤其在测量应力和应变的场合，具有其它一些传感器无法比拟的优点，被认为是智能结构中最有希望集成在材料内部，作为监测材料和结构的载荷，探测其损伤的传感器。
二、光纤光栅的传感应用1、土木及水利工程中的应用土木工程中的结构监测是光纤光栅传感器应用最活跃的领域。
力学参量的测量对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等的维护和健康状况监测是非常重要的.通过测量上述结构的应变分布,可以预知结构局部的载荷及健康状况.。
光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中,对结构同时进行健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等,以监视结构的缺陷情况.。
另外,多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络,对结构进行准分布式检测,可以用计算机对传感信号进行远程控制。
（1）在桥梁安全监测中的应用目前, 应用光纤光栅传感器最多的领域当数桥梁的安全监测。
光纤光栅的原理及应用
光纤光栅的原理及应用1. 引言光纤光栅是一种基于光纤的传感器，利用光纤中的光栅结构对外界的物理量进行测量和检测。
它具有体积小、响应速度快、测量范围广等优点，在许多领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍光纤光栅的原理和一些常见的应用场景。
2. 光纤光栅的原理光纤光栅是通过在光纤中引入光栅结构来实现的。
光栅是一种具有周期性折射率变化的结构。
当光线穿过光栅时，会发生光的衍射现象，产生多个方向的散射光。
通过检测这些散射光的强度或频率，可以获得与外界物理量相关的信息。
在光纤光栅中，光纤的折射率会随着光栅的周期性变化而改变。
这种周期性变化可以通过多种方式来实现，例如使用光栅写入技术、光纤拉伸等。
变化的折射率将会对光的传播产生影响，使得传输的光线被限制在光纤的特定区域内。
3. 光纤光栅的应用3.1 光纤传感器光纤光栅可以用作光纤传感器来检测各种物理量，如压力、温度、应变等。
通过测量光纤光栅中的散射光的强度或频率变化，可以推断出被测量物理量的大小。
由于光纤光栅具有高灵敏度和快速响应的特点，因此在工业、医疗、航空等领域得到了广泛应用。
3.2 光纤通信光纤光栅也可以用于光纤通信系统中。
通过在光纤中引入光栅结构，可以实现滤波、增益控制、波长选取等功能。
光纤光栅可以对光信号进行调制和调控，提高光纤通信系统的性能和稳定性。
3.3 光纤激光器光纤光栅还可以用于光纤激光器的制作。
在光纤中引入光栅结构，可以形成一种反射镜，形成光纤激光腔。
通过调控光纤光栅的周期和折射率变化，可以调节激光器的输出功率和频率。
光纤激光器广泛应用于光通信、光谱分析等领域。
3.4 光纤传输系统光纤光栅也可以用于光纤传输系统中的信号调制和解调。
通过在传输光纤中引入光栅结构，可以实现波长选择、信号复用等功能。
光纤光栅可以对光信号进行调制，提高传输系统的带宽和传输距离。
3.5 光纤传感网络光纤光栅还可以用于构建光纤传感网络。
通过在光纤中布置多个光纤光栅传感器，可以实现对大范围区域的实时监测和测量。
光纤光栅传感器测量隧道变形、压力、温度工法
光纤光栅传感器测量隧道变形、压力、温度工法光纤光栅传感器是一种利用光纤光栅技术实现物理量检测的传感器。
它采用光纤光栅的原理，通过对光纤的变形进行测量，以实现对隧道变形、压力和温度等物理量的监测和测量。
光纤光栅传感器具有高精度、高灵敏度、无电磁干扰等优点，在隧道工程中具有广泛应用前景。
一、光纤光栅传感器测量隧道变形光纤光栅传感器通过测量光纤的变形，可以对隧道的变形进行实时监测。
在隧道施工过程中，由于地质条件、施工工艺等因素，隧道可能会出现变形现象，例如隧道壁面的膨胀、收缩、位移等。
通过布设光纤光栅传感器，可以及时发现和监测这些变形情况，并采取相应的措施进行处理。
同时，光纤光栅传感器还可以通过测量不同位置的变形情况，分析变形的分布规律，为隧道设计和施工提供参考依据。
二、光纤光栅传感器测量隧道压力光纤光栅传感器还可以用于测量隧道的压力。
在隧道施工过程中，由于岩石的压力、水压、地下水位等因素，隧道会受到不同程度的压力作用。
通过布设光纤光栅传感器，可以实时监测隧道内部和外部的压力变化，以及不同位置的压力差异。
这对于隧道的安全监测和结构设计具有重要意义。
三、光纤光栅传感器测量隧道温度光纤光栅传感器还可以用于测量隧道的温度。
温度是隧道监测中一个重要的参数，隧道温度的变化会影响隧道结构的稳定性和安全性。
通过布设光纤光栅传感器，可以实时监测隧道内部和外部的温度变化，以及不同位置的温度差异。
根据温度数据的分析，可以判断和预测隧道的温度变化趋势，为隧道的安全监测和结构设计提供参考。
四、光纤光栅传感器测量工法光纤光栅传感器具有布设方便、维护简单等优点，适用于各种隧道工法。
可以根据隧道的具体情况，选择合适的布设方式。
例如，可以将光纤光栅传感器固定在隧道壁面或顶板上，通过光纤光栅传感器测量隧道变形、压力和温度等物理量。
同时，光纤光栅传感器还可以与其他传感器结合使用，实现对隧道不同物理量的综合测量。
五、光纤光栅传感器在隧道工程中的应用前景光纤光栅传感器在隧道工程中具有广泛的应用前景。
光纤光栅传感器的作用及特点
光纤光栅传感器的传感过程是通过外界参量对布拉格中心波长的调制来获取传感情息，这是一种波长调制型光纤传感器，所以光纤光栅传感器应属于光纤传感器中一类特殊。
目前光纤光栅及其在光纤传感器和光纤通信中的应用研究引起人们普遍的关注。
光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。
由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。
光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、信号带宽大、灵敏度高、易于复用、重量轻、适于在高温、腐蚀性的危险环境中使用等优点。
自从1989年美国的Morey等人首次进行光纤光栅的应变与温度传感器研究以来，世界各国都对其十分关注并开展了广泛的应用研究，在短短的10多年时间里光纤光栅己成为传感器领域发展最快的技术，并在很多领域取得了成功的应用，光纤光栅传感器在大型建筑和油井等特殊场合的安全监测方面具有极为广泛的应用前景。
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光纤光栅传感技术的应用与发展
光纤光栅传感技术的应用与发展光纤光栅传感技术是指通过在光纤内部刻写一定的光栅结构，利用光栅和光纤的相互作用实现对物理量的测量的技术。
该技术具有灵敏度高、精度高、响应快和可靠性好等优点，已被广泛应用于工业、军事、生物医学等领域，并不断得到发展和改良。
一、应用领域1. 工业领域光纤光栅传感技术在工业领域主要应用于传感器领域，包括温度、压力、应力、振动等物理量的测量。
例如，利用光纤光栅传感技术可以实现对结构严密性和耐久性的实时监测，保证各种工业生产流程的稳定性和安全性。
2. 军事领域在军事领域，光纤光栅传感技术被广泛应用于火炮固定位系统、弹药储存和输送系统、导弹制导系统等领域。
3. 生物医学领域光纤光栅传感技术也广泛应用于生物医学领域。
通过对生物体内温度、压力、流速等生物参数的测量，可以实现对患者的精准治疗，为医学研究提供技术支持。
二、技术发展光纤光栅传感技术虽在以上领域得到广泛应用，但也面临着许多技术难题，例如信号干扰、自身稳定性等方面。
因此，技术研发人员不断改进和开发新技术，以满足各种实际应用环境的需求。
1. 新型光纤光栅传感技术新型光纤光栅传感技术包括弯曲光纤光栅、光纤微结构传感技术、多模干涉光纤光栅传感技术等。
这些技术在灵敏度和稳定性方面都有了显著提高。
2. 光谱光纤传感技术光谱光纤传感技术是近年来发展起来的一种新技术。
它利用光栅和光纤的互作用，将光信号转换为光谱信号，并通过光谱分析技术实现物理量的测量。
该技术具有非接触、快速、精确等特点，被广泛应用于生物医学、环境监测、化工等领域。
三、未来展望随着现代科技的不断发展，光纤光栅传感技术将在许多领域得到广泛应用，并不断进行技术升级和改进。
例如，基于光纤光栅传感技术的智能化生产系统、智能化城市建设等新应用领域将会广泛涉及。
同时，研发人员也会继续针对光纤光栅传感技术的实际应用需求，开发更加灵敏、精确、稳定的新型传感技术，以推动光纤光栅传感技术的发展和应用。
基于光纤光栅传感器的应变测量原理及应用
基于光纤光栅传感器的应变测量原理及应用光纤光栅传感器是一种基于光纤的传感器，可以用于测量应变、温度、压力等物理量，广泛应用于工业、民用和科学研究领域。
其中，应变测量是光纤光栅传感器的一个重要应用，下面我们将深入探讨基于光纤光栅传感器的应变测量原理及应用。
一、应变测量原理应变是表征物体形变程度的物理量。
在物体受到外力作用时，其原有的结构形态发生变化，长度或形状发生变化，这种变化称为应变。
光纤光栅传感器的测量原理是利用光纤中的光栅作为敏感元件，通过测量光纤中的光信号的变化来测量物理量。
在应变测量中，光纤光栅传感器的敏感元件是一段光纤，当光纤受到应变作用时，其长度或形状发生变化，导致光栅尺寸发生变化，从而改变了光的传播路径和波长。
通过测量光纤传输的光信号的传播路径和波长变化，可以计算出应变的大小。
二、应变测量应用基于光纤光栅传感器的应变测量可以应用于多种场合，例如力学实验、结构监测、土木工程等。
下面将重点介绍在土木工程中的应用。
1.桥梁监测桥梁是交通运输的重要组成部分，承担着极其重要的作用。
然而，由于气候、车辆荷载、地震等因素的影响，桥梁可能会出现应变和形变。
因此，桥梁的安全性和运行状态的监测是必不可少的。
光纤光栅传感器可以用于桥梁监测，通过测量桥梁的应变来判断桥梁的安全状态。
2.隧道监测隧道是重要的公共基础设施，其长期使用会产生形变，引起隧道结构的损坏和病害。
因此，隧道的监测也是必不可少的。
光纤光栅传感器可以应用于隧道监测，通过测量隧道的应变来判断隧道结构的变形情况。
3.地质灾害监测地质灾害是城市建设和农业生产过程中的重要问题。
地质灾害可能对人民生命财产造成严重的损失。
因此，地质灾害的监测也是必不可少的。
光纤光栅传感器可以应用于地质灾害监测，通过测量地质灾害发生区域的应变来判断灾害的发生情况和规模。
4.混凝土构件监测混凝土是建筑构件的常用材料。
然而，混凝土在使用过程中会受到外界环境的影响，出现应变和形变。
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在 5m E的测量范围内, 实现了小于 1LE的静态应变 测量精度、0. 1 e 的温度灵敏度和小于 lnE H z的动 态应变灵敏度[ 5] .
另外, 由于从混凝土裂缝中辐射的声波可引起 动态应变, 这一应变可被 FFP I 探测到, FFP I 对声波 辐射引起的动态应变有较好的灵敏性, 所以可用于检 测混凝土结构的健康状况, 这在试验上已得到证实. 初 步的试验结果显示, 在频率为几万 Hz 的高频信号时, 动态应变测量灵敏度可达到亚 nE量级[ 6] . 3. 4 在电力工业中的应用
图 2 宽带光源经光纤布拉格光栅后的反射和透射谱示意图
当光栅发生应变时, 由于弹性变形光栅的周期 将发生改变, 并且由于光弹效应使纤芯的折射率变 化, 这将引起中心波长的改变, 实验表明, 光栅中心 波长的改变与光栅应变成良好的线性关系. 另外当 光栅的温度改变时, 热膨胀和热光效应会引起折射 率改变. 实验也同时表明, 光栅中心波长的改变与光 栅温度的改变成良好的线性关系. 测定光栅的中心 波长的改变量, 即可计算应变和( 或) 温度. 通过适当 转换, 这一现象就可以用来传感多种物理量和化学 量等. 下面分几个方面介绍利用这些原理进行传感 测量应用的情况.
物理学和高新技术
光纤光栅传感器的应用*
詹亚歌 向世清 方祖捷 王向朝
( 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室 上海 201800)
摘 要 在光纤传感领域 , 光纤光栅传感技术是十 多年来发 展最为 迅速的 技术之 一, 传 感系统 本身和 应用领 域 均有了很大发展. 文章介绍了光纤光栅的结构、性能以及 传感的 原理, 回顾了 光纤光 栅传感 器在地球 动力学、航 天 器及船舶 航运、民用工程结构、电力工业、医学、和化学传感中的应用. 关键词 光纤光栅, 中心波长, 光纤光栅传感器
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, 形成全光纤法布里- 珀罗 干涉仪( FF PI) , 利用低相干性使干涉的相位噪声最 小化, 这一方法实现了高灵敏度的动态应变测量. 用 F FP I 结合另外两个 F BG, 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 F FPI/ F BG 实现了同时测量三个 量: 温度、静态应变、瞬时动态应变. 这种方法兼有干 涉仪的相干性和光纤布拉格光栅传感器的优点. 已
图 1 全息法在光纤内制作光纤布拉格光栅的示意图
目前为止能够揭 示火山活动性及其 关键活动范围演变的 最有效手 段[ 2] . 光纤光栅传感器在这一领域中的应用主要是 在岩石变形、垂直震波的检测以及作为地形检波器 和光学地震仪使用等方面[ 3] . 活动区的应变通常包 含静态和动态两种, 静态应变( 包括由火山产生的静 态变形等) 一般都定位于与地质变形源很近的距离; 而以震源的震波为代表的动态应变则能够在与震源 较远的地球周边环境中检测到. 为了得到相当准确 的震源或火山源的位置, 更好地描述源区的几何形 状和演变情况, 需要使用密集排列的应力- 应变测 量仪. 光纤光栅传感器是能实现远距离和密集排列 复用传感的宽带、高网络化传感器, 符合地震检测等 的要求, 因此它在地球动力学领域中无疑具有较大 的潜在用途.
物理学和高新技术
能的 16 路光纤光栅复用系统成功地实现了在带宽 为 5kH z 范围内、分辨率小于 10nE/ Hz的动态应变 测量[ 3] .
另外, 为了监测一架飞行器的应变、温度、振动、 起落驾驶状 态、超声波 场和加速度情况, 通常需 要 100 多个传感器, 故传感器的重量要尽量轻, 尺寸尽 量小, 因此最灵巧的光纤光栅传感器是最好的选择. 另外, 实际上飞机的复合材料中存在两个方向的应 变, 嵌入材料中的光纤光栅传感器是实现多点多轴 向应变和温度测量的理想智能元件. 美国和德国非 常重视光纤光栅传感器在航空航天业的应用, 较早 地研究了飞行器上的二维应变及测量. 美国国家宇 航局在其 X- 33 原型机上安装了光纤光栅多方 向 应变和温度测量系统[ 4] . 3. 3 在民用工程结构中的应用
以光纤布拉格光栅( f iber Bragg grat ing, F BG) 为主的光纤光栅传感器, 除了具有普通光纤传感器 的优势之外, 还有一些特别的优势, 最主要的是传感 信号为波长调制以及复用能力强. 其好处在于: 测量 信号不受光纤弯曲损耗、连接损耗、光源起伏和探测 器老化等因素的影响; 避免了干涉型光纤传感器相
Abstract In-f iber Bragg grating ( FBG) sensor technology has become one of the most important developments of this decade in the field of opt ical f iber sensors. Rapid progress has been made in both sensor system developments and applicat ions in recent years. The st ructure and propert ies of the fiber Bragg grating and the principle of the fiber Bragg sensor are first described, followed by a review of recent progress in applicat ions of FBG sensors in geodynamics, large composite and concret e st ructures, aircraft and veh icles, the electrical power industry, medicine, and chemical sensing. Key words fiber grating, cent er- wavelength, f iber grat ing sensor
民用工程的结构监测是光纤光栅传感器最活跃
的领域. 力学参量 的测量对于桥梁、矿井、隧道、大 坝、建筑物等的维护和健康状况监测是非常重要的. 通过测量上述结构的应变分布, 可以预知结构局部 的载荷及健康状况. 光纤光栅传感器可以贴在结构 的表面或预先埋入结构中, 对结构同时进行健康检 测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等, 以监视 结构的缺陷情况. 另外, 多个光纤光栅传感器可以串 接成一个传感网络, 对结构进行准分布式检测, 可以 用计算机对传感信号进行远程控制.
1 引言
光纤传感器种类很多, 它能够测量许多物理量. 相对于机电类传感器, 光纤光栅传感器具有一些明 显的优势, 包括抗电磁干扰、耐高温、体积小、灵活方 便等. 传统的光纤传感器绝大部分属于/ 光强型0 或 / 干涉型0. 对于光强型传感器, 光源的不稳定、光纤 的弯曲或连接损耗、探测器的老化等因素都会影响 测量的准确性. 对于干涉型传感器, 其信息的读取是 观察干涉条纹的变化, 为得到清晰的条纹, 通常要求 两光路干涉光的光强相等, 而且必须有一个固定参 考点, 这给光纤传感器的应用带来了很多不便.
3 主要应用
3. 1 在地球动力学中的应用 在地震检测等地球动力学领域中, 地表骤变等
现象的原理及其危险性的估定和 预测是非常复 杂
33 卷 ( 2004 年) 1 期
图 3 复用和解调多个光纤光栅传感器示意图
3. 2 在航天器及船舶中的应用 先进的复合材料抗疲劳、抗腐蚀性能较好, 而且
可以减轻船体或航天器的重量, 对于快速航运或飞 行具有重要意义, 因此复合材料越来越多地被用于 制造航空航海工具( 如飞机的机翼) [ 3] .
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位测量模糊不清等问题; 在一根光纤上串接多个布 拉格光栅, 把光纤嵌入( 或粘于) 被测结构, 可同时得 到几个测量目标的信息, 并可实现准分布式测量. 例 如通过实时测量应力、温度、振动等传感信息, 以同 时进行建筑物健康检测、冲击检测、形状控制和振动 阻尼检测时, 光纤 光栅 传感器 是最 理想 的灵 敏元 件[ 1] .
某些类型的光纤光栅传感器已经商业化, 虽然 其在性能和功能方面需要不断提高, 但可以说光纤 光栅传感技术已开始向成熟阶段接近, 目前对于光 纤光栅传感的研究主要致力于实用和廉价解调系统 的研究. 这里分几个部分介绍光纤光栅传感器在地 球动力学、航天器和船舶航运、民用工程结构、电力 工业、医药和化学传感中的应用.
光纤光栅传感器可以检测的建筑结构之一为桥
梁. 应用时, 一组光 纤光栅被粘于 桥梁复合筋的 表 面, 或在梁的表面开一个小凹槽, 使光栅的裸纤芯部 分嵌进凹槽得以保护. 如果需要更加完善的保护, 则 最好是在建造桥时把光栅埋进复合筋. 由于需要修 正温度效应引起的应变, 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. 1999 年, 在美国的新墨西哥州的一座钢结构桥梁上, 安装了 120 个光纤光栅传感器, 是当时在一座桥梁上复 用 最多光纤光栅传感器的记录.
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, 从而成为电力工业应用的理想选 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.
在电力工业中, 电流转换器可把电流变化转化 为电压变化, 电压变化使压电陶瓷( PZT ) 产生变形, 而利用贴于 PZT 上的光纤光栅的波长漂移, 很容易 得知其变形, 从而得知电流强度. 目前已经在 700A 的范围内得到了 0. 7A / H z的电流分辨率[ 7] , 且线 性较好, 这是一种较为廉价的方法, 并且不需要复杂 的电隔离.
最近报道指出, 光纤光栅传感器已经成功地检 测了频率为 0. 1 ) 2Hz, 大小为 10- 9 E( 应变) 的岩石 和地表动态应变. 另外, 光纤光栅传感器切面震波图 检测系统也已经实现并有专利授权. 在这一领域的 应用中, 关键是在一根光纤上能够复用并可有效被 解调的光纤光栅的数量, 图 3 为结合利用时域反射 计( T DR) 和波分复用( WDM) 的方法实现复用和解 调多个光栅传感器示意图, 该图中的这一装置将主 要用于地震场区的准分布式测量[ 2] .