基于光纤Bragg光栅的应变传感系统.ppt

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1、基于光纤Bragg光栅的应变传感系统,周之砚 Jan.8th,Company Logo,Contents,Company Logo,Hot Tip,光纤光栅传感信号的检测,(a)反射式检测法(b)透射式检测法,波长调制光纤传感解调系统包括反射式检测法和透射式检测法两种,在波长调制光纤传感解调系统中，中心波长移位的检测精度直接决定了整个系统的检测精度。如何提高物理量变化引起的光纤Bragg光栅中心波长漂移量的测量精度是设计性能优良传感系统的关键之一。,Company Logo,工程应用中典型的光纤光栅传感解调技术,表1工程应用中典型的光纤光栅传感解调技术,根据波长漂移量探测器件的工作原理，这些探

2、测技术大致可以分为5类，包括边缘滤波器法、可调谐滤波器技术、干涉仪法、可调谐激光器技术和CCD分光仪法。各类方法的性能比较如表1所示。,Company Logo,光纤Bragg光栅传感的应用,表2 光纤应变传感器比较,光纤Bragg光栅自被证明可以用于应变测量以来，一直迅猛发展78。表2对比了FBG传感器和其他光纤传感器的特点，其中FP：Fabry-Perot干涉传感器；TW：双模式光纤传感器；PM：偏振光纤传感器；,Company Logo,FBG传感器的应用尤在大型复合材料和混凝土结构健康监测方面，具有以下独特的优势,可以更好低抵抗如风暴等电磁干扰，可用于恶劣环境如核电站中。埋入被测物的传

3、感部分更小用于大型结构如桥梁大坝时，有良好的抗腐蚀性。具有很强的复用能力，大量的应变传感器可以使用一根光纤连接。具有更高的极限温度加速老化测试表明，经过适当曝光和退火的FBG，在超过25年的时间都可以保证可靠性并且性能没有降低，这样它在结构的整个工作寿命间能使用。,Company Logo,基于可调谐光滤波器技术的传感解调系统,基于可调谐光滤波器技术的传感解调系统,Company Logo,基于可调谐光滤波器技术的传感解调系统,InGaAs PIN光电探测器，Fabry-Perot滤波器和与计算机数据采集和显示设备实现了一个精度很高的光纤光谱仪的功能。它不仅可以对测量范围内的光纤Bragg光栅

4、元的波长信息进行依次查询，而且将所测波长信息与偏移前波长信息进行比较，得到个传感元的波长偏移量，利用偏移量与所测量间的变化关系，便可判断对应传感元件所测的应变或温度变化量的大小，达到解调的目的。,Company Logo,参考文献,Hill K O,Fujii Y,Jognson D C,Kawasaki B S,Photosensitivity in Optical Fiber Waveguides:Application to Reflection Filter Fabrication,Applied Physics Letters,1978,32(10):647-649Kawasaki

5、B S,Hill K O,Johnson D C,Fujii Y,Narrow-Band Bragg Reflection in Optical Fibers,Optics Letters,1978,3:66-68Bogue R W,Seminar Report:Sensor Innovation and Technology Transfer Event 2003,Sensor Review,2004,24(2):129-136Erdogan T.Fiber Grating Spectra,Journal of Lightwave Technology,1997,15(8):1277-129

6、4Kashyap R,Wyatt R,McKee P F.Wavelength Falttened Saturated Erbium Amplifer using Multiple Side-up Bragg Gratings.Electronics Letters,1993,29:1025-1026李川，张以谟，赵永贵，李立京，光纤光栅：原理、技术与传感应用，北京：科学出版社，2005高桥清，庄庆德，展望21世纪新技术革命中的传感器，传感器技术，2001，20(1)：1-3徐开先，李妍君，敏感元件及传感器的国内外动态及对策，仪表技术与传感器，2002，(5)：1-4梁磊，姜德生，周雪芳等，光纤光栅传感技术在实验力学中的应用，武昌大学学报，2003，25(2)：14-18,周之砚,Thank You!,