光纤光栅传感器原理.ppt

光纤光栅传感器原理
第一页，共19页
光纤光栅传感原理
涂覆层250um
纤芯9um
包层125um
1、光纤是由外径125um的包层和直径9um的纤芯组成的
圆柱形细丝
2、纤芯由石英制成，光在纤芯内传输
3、250um涂敷层保护光纤并增强光纤的机械性能
光纤
第二页，共19页
光纤光栅传感原理
光纤光栅
1、在光纤上用紫外光刻写光栅，10mm的光纤光栅包含了
10000个在纤芯中规则分布的微小的反射镜面
2、温度/应变等物理量的变化与所导致的栅距变化呈线
性，光栅反射波长随栅距变化而线性变化；
第三页，共19页
中心波长
反射光谱
光纤光栅反射光的中心波长取决于光栅的条纹间距
光栅的条纹间距取决于：
施加的应变
温度
光纤光栅传感原理
光纤光栅传感原理
温度
波长漂移(nm)
第四页，共19页
透射光谱
入射光谱
光强
光强
反射光谱
光强
光纤光栅传感原理
光在光纤光栅上的传输
1、宽带光进入光纤，经过光栅反射回特定波长的光
2、通过测量光栅反射波长，换算被测体温度/应变等物理量；
3、光栅的温度特性为10pm/℃，
第五页，共19页
光纤光栅传感原理
波分复用技术
1、采用波分复用技术，可实现一根光纤上串联18个传感器；
2、通过对不同波长光栅进行特定封装，在一根光纤上可实现温度、应变等多参数实时测量；
…
Sensor1
Sensor2
Sensor3
Sensor n
λ1
λ2
λ3
λn
接头1
接头2
透射光谱
入射光谱
反射光谱
…
…
λ1
λ2
λn
λ3
第六页，共19页
光纤光栅传感原理
光纤光栅传感原理
通过将两端光纤接头连接到监测仪器，即使某传感器故障，其它传感器依然可以被有效测量
…
Sensor1
Sensor2
Sensor3
Sensor n
λ1
λ2
接头1
接头2
连接接头1时的反射光谱
λ1
λn
λ3
λ3
λn
…
连接接头2时的反射光谱
第七页，共19页
光纤光栅传感原理
光纤光栅解调分析仪
第八页，共19页
光纤光栅传感原理
型 号：WI810A通道数：8测点数：144精 度：10pm
型 号：I1610BL通道数：16测点数：288精 度：10pm
型 号：WI3210B通道数：32测点数：400精 度：3pm
公司研发的光纤光栅解调分析仪
第九页，共19页
光纤光栅传感原理
光纤光栅传感器光谱图
第十页，共19页