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光纖光柵傳感�
閱讀�16131�(shí)間:2011-01-05 10:55:54

  光纖光柵傳感��(jié)�(gòu)�,光源為寬譜光源且有足夠大的功率,以保證光柵反射信號(hào)良好的信噪比。一般選用側(cè)��(fā)光二極管ELED的原因是其耦合�(jìn)單模光纖的光功率至少�50�100 μW。而當(dāng)被測(cè)溫度或壓力加在光纖光柵上�(shí)。由光纖光柵反射回的光信�(hào)可通過(guò)3 dB光纖定向耦合器送到波長(zhǎng)鑒別器或波長(zhǎng)分析器,然后通過(guò)光探�(cè)��(jìn)行光電轉(zhuǎn)�,由�(jì)算機(jī)�(jìn)行分析、儲(chǔ)�,并按用�(hù)�(guī)定的格式在計(jì)算機(jī)上顯示出被測(cè)量的大小�

概述

  近年�(lái)。隨著光纖通信技�(shù)向著超高�、大容量通信系統(tǒng)的方向發(fā)展,以及逐步向全光網(wǎng)�(luò)的演�(jìn).在光通信迅猛�(fā)展的帶動(dòng)�,光纖光柵已成為�(fā)展最為迅速的光纖�(wú)光源器件之一。光纖在紫外光強(qiáng)激光照射下,利用光纖纖芯的光敏感特性.光纖的折射率將隨光強(qiáng)的空間分布發(fā)生相�(yīng)的變�。這樣,在光纖軸向上就�(huì)形成周期性的折射率波�(dòng),即為光纖光�。由于光纖光柵具有高靈敏度、低損�、易制作、性能�(wěn)定可�、易與系�(tǒng)及其它光纖器件連接等優(yōu)�(diǎn),因而在光通信、光纖傳感等�(lǐng)域得到了廣泛�(yīng)�。為�。本文從光纖布拉格光�、長(zhǎng)周期光纖光柵等光纖光柵的原理出發(fā),綜述了光纖布拉格光柵對(duì)溫度、應(yīng)變同�(shí)�(cè)量技�(shù)的應(yīng)��

原理

  作用于光纖光柵的被測(cè)物理�(如溫�、應(yīng)力等)�(fā)生變化時(shí),會(huì)引起n和A的相�(yīng)改變,從而導(dǎo)致λB的漂�;反�(guò)�(lái),通過(guò)檢測(cè)λB的漂�。也可得知被�(cè)物理量的信息。Bragg光纖光柵傳感器的研究主要集中在溫度和�(yīng)力的�(zhǔn)分布式測(cè)量上�

  利用磁場(chǎng)誘導(dǎo)的左右旋極化波的折射率變化的不同,可�(shí)�(xiàn)�(duì)磁場(chǎng)的直接測(cè)�。如通過(guò)在光柵上涂敷特定的功能材�(如壓電材�),可�(shí)�(xiàn)�(duì)電場(chǎng)等物理量的間接測(cè)��

分布式光纖光柵傳感系�(tǒng)

  目前,除光纖光柵型傳感器的原理性研究之外,分布式光纖傳感系�(tǒng)也是一�(gè)重要的研究重�(diǎn)。分布式FBG傳感系統(tǒng)是在一根光纖中串接多�(gè)FBG傳感�,每�(gè)光柵的工作波�(zhǎng)相互分開(kāi),在�(jīng)�(guò)3 dB耦合器取出反射后,再用波�(zhǎng)探測(cè)解調(diào)系統(tǒng)同時(shí)�(duì)多�(gè)光柵的波�(zhǎng)偏移�(jìn)行測(cè)�,從而檢�(cè)出相�(yīng)被測(cè)量的大小和空間分布�

  分布式光纖傳感系�(tǒng)是一種傳感器�(wǎng)�(luò),它可以從整體上�(duì)被測(cè)�(duì)象的有關(guān)物理量的變化�(shí)�、位置�(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)�(duì)分布式光纖傳感器、執(zhí)行結(jié)�(gòu)、信�(hào)處理系統(tǒng)、傳輸系�(tǒng)和控制系�(tǒng)的結(jié)合,可形成一�(gè)智能�(jié)�(gòu)。目前,分布式光纖傳感系�(tǒng)通常有拉曼型、布里淵型和FBG型三種類(lèi)型�

�(yīng)�

  由于光纖光柵傳感器具備許多不可替代的�(yōu)越�,因�,自G.Meltz等人首次�(bào)道將光纖布拉格光柵應(yīng)用于傳感器以�(lái),已�(jīng)在生物醫(yī)�(xué)、橋�、大壩智能材料、航空航�、民用工程結(jié)�(gòu)等許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)��

  生物�(yī)�(xué)�(yīng)�

  光纖相干層析成像技�(shù)(OCT)主要�(yīng)用于生物、醫(yī)�(xué)、化�(xué)分析等領(lǐng)域,如視�(wǎng)膜掃�、胃腸內(nèi)視以及用于實(shí)�(xiàn)彩色多普�(CDOCT)血流成像等。OCT為生物細(xì)胞和�(jī)體的活性檢�(cè)提供了一種有效的方式,因此,世界上有許多�(guó)家都�(kāi)�(fā)出相�(yīng)的產(chǎn)�。德�(guó)的科�(xué)家近期推出了一�(tái)可用作皮膚癌診斷的OCT�(shè)備。此�,利用OCT可以�(shí)�(xiàn)深度�(cè)�(�1mm)的優(yōu)�(shì),并已有�(shí)例應(yīng)用于�(duì)生長(zhǎng)中的�(xì)胞�(jìn)行觀察和�(jiān)�(cè)�

  智能橋梁建筑材料�(yīng)�

  智能材料是指將敏感元件嵌入被�(cè)�(gòu)件機(jī)體和材料�,從而在�(gòu)件或材料常規(guī)工作的同�(shí)�(shí)�(xiàn)�(duì)其安全運(yùn)�(zhuǎn)、以及故障的�(shí)�(shí)�(jiān)�。將光纖�(yīng)用于橋梁�(cè)試中,可�(shí)�(xiàn)�(duì)橋梁鋼索的索力及�(yù)�(yīng)力連續(xù)混凝土梁�(nèi)部應(yīng)�、應(yīng)變特性的�(cè)量和�(cè)�,從而構(gòu)成智能橋�。加拿大的Rotest公司基于fabry-Perot白光干涉原理研制的光纖傳感器具有很高的精度和重復(fù)�,可安裝在材料或建筑物表面或埋入�(nèi)�,對(duì)�(yīng)�、位�、裂�、空隙壓力等�(jìn)行監(jiān)�(cè);我�(guó)的繆延彪教授建立了一種新的波�(zhǎng)干涉儀試驗(yàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)可實(shí)�(xiàn)較大范圍的距離測(cè)��

  航天航空�(dǎo)航系�(tǒng)�(yīng)�

  上世紀(jì)90年代,Vali和Shorthill首次提出并實(shí)�(yàn)�(yàn)證了I-FOG原理,同�(shí)通過(guò)采用消偏�(jié)�(gòu)�3軸I-FOG、EDFA光源等新型光纖器件和技�(shù),可使光纖光柵傳感器具有成本�、體積小、重量輕和性能高等�(yōu)�(shì),故在航天及軍事�(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)�。例�,漢普頓大學(xué)和NASA蘭利研究中心。利用光纖光柵溫度/剪切�(yīng)力傳感器,來(lái)分辨溫度和剪切應(yīng)力引起的布拉格波�(zhǎng)偏移,從而廣泛應(yīng)用于空氣�(dòng)力學(xué)�(shè)��

  工礦企業(yè)系統(tǒng)

  基于光纖的彈光效�(yīng),F(xiàn)BG器件的應(yīng)力傳感器已被廣泛�(yīng)用于�(yīng)力監(jiān)�(cè)中。在許多特殊�(chǎng)�,如核工�(yè)、化工、石油鉆探等都應(yīng)用了�(jiān)�(cè)傳感系統(tǒng)。據(jù)�(bào)道,2001�,美�(guó)CiDRA公司采用光纖布拉格光柵傳感器在加利福尼亞的Baker油田�(jìn)行了壓力�(cè)�,測(cè)程為0�103 MPa,準(zhǔn)確度為�41�3 kPa,分辨率�2�06 kPa,可�(jiàn)其具有非常高的精�。法�(guó)Alstom公司鐵路部的Transport S.A.領(lǐng)�(dǎo)研制了一種安裝有FBG的智能型新型�(fù)合材料的�(zhuǎn)向架�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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