光纤光栅传感器简介

简介：

   光纤光栅传感器可以直接测量温度、应变等物理量。由于光纤光栅的波长对温度和应变同时敏感，即温度和应变同时导致光纤光栅耦合波长移动，因此无法通过测量光纤光栅耦合波长来区分温度和应变。因此，解决交叉敏感问题，区分和测量温度和应力是光纤光栅传感器实用化的前提。通过一定的技术测量应力和温度变化，可以区分和测量温度和应力。这些技术的基本原理是使用两个或两个具有不同温度和应变响应灵敏度的光纤网格来测量温度。

   单光纤光栅测量主要包括用不同的聚合物材料包装单光纤光栅法，采用不同的光纤光栅组合和预制应变法等。单光纤光栅用聚合物材料封装法是利用一些有机物对温度和应力的不同反应，提高光纤光栅对温度或应力的敏感性，克服交叉敏感性。这一方法制作简单，但是很难选择聚合物材料。采用不同的光纤光栅组合法，将光栅写在两种光纤之间的连接处，不同的折射率和温度敏感性或不同的温度响应敏感度和混合材料浓度，通过不同的折射率和不同的温度敏感度来区分测量。该方法解调简单，解调为波长编码，避免应力集中，但存在损耗大、熔接处易断裂、测量范围小等问题。预应变法是首先对光纤光栅施加一定的预应变，在预应变的情况下，将光纤光栅的一部分牢固地粘贴在悬臂梁上。应力释放后，未粘贴部分的光纤光栅变形恢复，中心反射波长保持不变；然而，粘贴在悬臂梁上的部分变形无法恢复，导致光纤光栅中心反射波长的变化。因此，这种光纤光栅有两个反射峰，一个反射峰(粘贴在悬臂梁上的部分)对应变和温度敏感；另一个反射峰(未粘贴部分)只对温度敏感，温度和应变可以通过测量这两个反射峰的波长漂移来同时测量。