光纤光栅传感器检测系统
发表时间:2024年11月17日

光纤光栅传感器检测系统是一种利用光纤光栅作为核心敏感无源器件的先进传感技术,广泛应用于多个领域。以下是对光纤光栅传感器检测系统的详细介绍:

光纤光栅传感器检测系统

一、系统概述

光纤光栅传感器检测系统通过光纤光栅对外界物理参量(如温度、应力、应变、压力、振动等)的敏感特性,实现对这些参量的高精度、实时监测。系统主要由光源、光纤光栅传感器、信号解调装置以及数据处理和分析软件等组成。

二、系统组成及工作原理

  1. 光源:光源在系统中的作用是提供未经调制的空载波,通常使用稳定的激光光源,如半导体激光器。

  2. 光纤光栅传感器:光纤光栅作为传感系统的核心,其周期性的折射率变化能够形成特定的反射波长。当光纤光栅受到外界物理参量的影响时,其周期会发生变化,导致反射波长发生偏移。这种偏移量与外界物理参量的变化量之间存在确定的关系,因此可以通过测量反射波长的偏移量来感知外界物理参量的变化。

  3. 信号解调装置:信号解调装置用于接收光纤光栅传感器传输的调制光波信号,并对其进行解调分析。通过一系列的数学处理和转换,可以解调出外界物理参量的变化信息。

  4. 数据处理和分析软件:数据处理和分析软件对解调后的信号进行进一步的处理和分析,如滤波、校准、数据存储和显示等,以提供直观、准确的监测结果。

三、系统特点

  1. 高精度:光纤光栅传感器具有纳米级的测量精度,能够实现对微小变化的精确感知。

  2. 高灵敏度:采用光传输技术,信号传递时不受电磁干扰,且信号衰减小,因此具有极高的灵敏度。

  3. 可靠性好:光纤光栅传感器不受外界干扰的影响,能够长期稳定地工作,具有非常好的可靠性。

  4. 抗电磁干扰:光纤光栅传感器采用光传输技术,因此不受电磁干扰的影响,适用于各种电磁环境复杂的场合。

  5. 易于复用和分布式测量:利用波分复用技术,可以在一根光纤上串接多个光纤光栅传感器,实现多点分布式测量。

四、应用领域

光纤光栅传感器检测系统广泛应用于航空航天、土木工程、轨道交通、电力行业、水利土木建筑行业、公路地铁隧道行业、石油天然气行业以及医学等领域。在航空航天领域,它可以用于监测飞行器的压力、温度、振动等参数;在土木工程领域,它可以用于监测桥梁、隧道、大坝等结构的健康状况;在医学领域,它可以用于人体组织功能的内部测量等。

综上所述,光纤光栅传感器检测系统是一种高精度、高灵敏度、高可靠性的先进传感技术,具有广泛的应用前景和重要的研究价值。