《【2017年整理】光纤光栅传感技术简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】光纤光栅传感技术简介（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光纤光栅传感技术简介一、 光纤光栅光纤光栅是在 1978 年由加拿大通信研究中心的 K.Hill 等人发明的。他是利用曝光（或光刻）技术在光纤上形成的折射率（或物理损伤）的周期性分布结构，称为光纤光栅。光纤光栅能够把光纤中传输的某一特定波长光的反射，由于其反射波长满足 Bragg衍射方程，所以把这种光栅称为光纤 Bragg光栅（fiber Bragg grating） ，英文缩写 FBG。二、 光纤光栅传感原理光纤光栅周期在几百纳米数量级，当某一宽带光源的光入射到光纤光栅中时，折射率分布的周期性结构导致某一特定波长光的反射，反射光的波长由Bragg 公式确定（1） ，efn2式中， 、 和 分
2、别为光纤光栅的反射波长、有效折射率和周期。efn当环境温度和光纤光栅受到应变作用时，光纤光栅的反射波长发生改变，改变量由下式给出Tpe)()1(（2），式中, 为有效弹光系数, p 11和 p 12为弹光2/12pnef系数, 为纤芯材料的泊松比， 为弹性体的热膨胀系数， 为光纤的热光系 数， 为温度改变量， 为光纤的轴向应变。T如果光纤光栅不受应变作用时，（2）式变为（3），T)(此时，光纤光栅可用作温度传感器。如果温度和应变同时作用，由（2）式可得（4）。)(1Tpe公式（4）表明：如果已知光纤光栅谐振波长的漂移量及其温度的改变量，就可以计算出光纤光栅的应变，此时，光纤光栅可用作应变传感器。三、 光纤光栅传感的优势与特点1. 光纤光栅器件集成在光纤内部，体积小、重量轻、无源无电、不怕灰尘，具有电磁信号干扰的能力，不怕雷电，可在易燃易爆和强电磁干扰等恶劣环境使用；2. 光纤光栅传感器采用光波长编码，采用“波分复用” 、 “时分复用”和“空分复用”技术，容易组网，形成大规模光纤光栅传感网络，特别适合于大型结构工程、航空、航天等领域应用；3. 光纤光栅传感器信号可进行远距离传输，距离可达几十公里，适合用于大型结构工程远距离实时在线监测，尤其适合在无人区、无电区以及恶劣的环境进行长期监测；4. 光纤与碳纤维材料兼容，可嵌入到复合材料内部，对复合材料损伤进行识别。2014-7-25
