光纤光栅静力传感器分解

光纤光栅传感器技术指标光纤光栅传感器是一种基于光纤光栅原理的传感器，通过测量光纤光栅的光谱特性变化来实现对环境参数的监测和测量。

光纤光栅传感器具有高灵敏度、高分辨率、抗电磁干扰等优点，在工业、航空航天、能源等领域有着广泛的应用。

1. 分辨率光纤光栅传感器的分辨率是指传感器能够分辨出的最小参数变化。

通常用波长分辨率来表示，单位为纳米。

分辨率越高，传感器能够检测到更小的参数变化，具有更高的精度。

2. 灵敏度光纤光栅传感器的灵敏度是指传感器输出信号对参数变化的响应程度。

灵敏度越高，传感器能够对参数变化产生更大的信号响应，具有更好的测量能力。

3. 动态范围光纤光栅传感器的动态范围是指传感器能够测量的参数范围。

传感器的动态范围应该能够覆盖实际应用中可能出现的参数变化范围，以保证测量结果的准确性。

4. 响应时间光纤光栅传感器的响应时间是指传感器对参数变化的响应速度。

响应时间短的传感器能够及时捕捉到参数变化，并及时输出相应的信号。

5. 温度稳定性光纤光栅传感器的温度稳定性是指传感器在不同温度条件下测量结果的稳定性。

传感器的温度稳定性应该能够适应实际应用环境中的温度变化，以保证测量结果的准确性和可靠性。

6. 抗电磁干扰能力光纤光栅传感器应具备良好的抗电磁干扰能力，以保证传感器在电磁干扰环境下的正常工作。

传感器应能够有效屏蔽外界电磁干扰，并输出准确可靠的测量结果。

7. 可靠性光纤光栅传感器的可靠性是指传感器在长时间工作状态下的稳定性和可靠性。

传感器应具备良好的抗老化能力，能够长期稳定地工作，以保证测量结果的准确性和稳定性。

8. 环境适应性光纤光栅传感器应具备良好的环境适应性，能够适应不同环境条件下的工作要求。

传感器应具备良好的防水、防尘、耐腐蚀等性能，以保证传感器在恶劣环境中的正常工作。

9. 尺寸和重量光纤光栅传感器应具备小尺寸和轻量化的特点，以便于安装和集成到各种应用设备中。

10. 成本效益光纤光栅传感器的成本效益是指传感器在实际应用中所带来的经济效益和性价比。

光纤光栅传感器原理光纤光栅传感器的原理基于光的衍射现象。

光在介质中传播时，由于介质的光密度的微小变化，会产生光的衍射现象。

在光纤光栅传感器中，将光纤中一小段纤芯的折射率进行周期性调制，形成了一个光栅结构。

这个光栅结构使得入射光束在光纤中进行了反射，从而产生了光的衍射。

当外界环境参数发生变化时，如温度、压力、拉伸等，会导致光纤中局部折射率发生变化。

这种变化会导致光栅的周期性调制发生改变，进而改变光的传播特性。

这种改变可以通过光栅传感器上的光谱分析来测量。

光纤光栅传感器利用了光的波长具有很高的稳定性和精确度的特点，能够实现对外界环境参数的灵敏测量。

光纤光栅传感器的测量原理可以通过布拉格衍射定律进行解释。

布拉格衍射定律通过描述入射光束和反射光束之间的波长关系来量化光的衍射现象。

根据布拉格衍射定律，入射光束的波长与光栅的周期之间存在一个关系，即2nλ=Λ，其中n为光栅中一段长度的折射率变化数目，λ为光的波长，Λ为光栅的周期。

光纤光栅传感器中的光栅可以通过直接脉冲照射或使用激光干涉法制作。

当光栅被制作完成后，可以将其嵌入到光纤中。

光纤光栅传感器的光栅通常是一个很长的光纤，用于扩大传感范围。

光纤光栅传感器可以通过固定一个端口并将光栅另一端暴露在外界环境中来实现测量。

光纤光栅传感器通过光纤线上的光栅对入射光束进行光谱分析，得到入射光的光谱特性。

通过分析光谱的参数变化，可以得到外界环境参数的测量结果。

这种测量方法可以实现对多种环境参数的测量，并且具有高精度和高灵敏度。

光纤光栅传感器的应用范围广泛，包括温度测量、压力测量、拉伸测量等。

总而言之，光纤光栅传感器是一种基于光的衍射现象利用光纤光栅实现光参数测量的传感器。

其测量原理基于光的波长与光栅的周期之间的关系，在入射光发生衍射时进行测量。

光纤光栅传感器具有高精度、高灵敏度等优点，并可应用于多种环境参数的测量。

随着材料科学和仪器技术的不断发展，相信光纤光栅传感器将有更广阔的应用前景。

四、光纤光栅应力传感器工作原理之南宫帮珍创作
创作时间：二零二一年六月三十日
光纤光栅技术是利用紫外曝光技术在光纤芯中引起折射率的周期性变动而形成的.光纤光栅中折射率分布的周期性结构, 招致某一特定波长光的反射, 从而形成光纤光栅的反射谱.光纤光栅应力传感器通常是将光纤光栅附着在某一弹性体上, 同时进行呵护封装.反射光的波长对温度、应力和应变非常敏感, 当弹性体受到压力时时, 光纤光栅与弹性体一起发生应变, 招致光纤光栅反射光的峰值波长漂移, 通过对波长漂移量的怀抱来实现对温度、应力和应变的感测.其工作原理如图1
图1给出了光纤光栅应力传感器与波长解调仪组成的应力丈量系统.它主要 由四个部份组成, 第一部份为宽带光源, 第二部份为光纤光栅应力传感器,
光纤光栅传感丈量系统由四个部份组成, 第一部份为宽带光
源, 第二部份为光纤光栅应力传感器, 第三部份为基于可调F-P
滤波器的波长解调仪, 第四部份为计算机及软件分析处置系统.图
中给出等间隔分布多个光纤光栅应力传感器, 这些光纤光栅通常
计算机 波长解调仪
宽带光源
耦合器
光纤光栅应力传感器
图1丈量系统光路示意图 光隔离器 扫描电压 颤动信号 可调F-P 滤波器 混合器
LP 滤波器
要进行串接.由宽带光源发出的宽带光信号经过隔离器和3dB耦合器传输到串接的传感光栅上, 经过这些光纤光栅的波长选择后, 一组分歧波长的窄带光被反射, 反射光再次经过3dB耦合器由波长解调仪接收, 经过波长解调仪对这些波长进行识别, 获得一组应力传感信息, 当边坡内部应力发生变动时, 通过光栅解调器检测出波长的变动即应力变动, 之后输入到计算机进行数据分析处置, 最后获得边坡受到压力的分布状况, 根据监测对象内部变动情况, 判断是否会发生塌方, 起到报警作用.。

武汉中地恒达科技有限公司企业标准ZDHD-QS-JS039-1.0-2020光纤光栅静态解调仪使用说明书2020-6-1实施本说明书由武汉中地恒达科技有限公司编制1.硬件设备说明1.1产品简介FBG-2000是武汉中地恒达科技有限公司研发设计的一款专用监测仪器，配套光纤光栅传感器使用。

专用于桥梁、隧道、大坝、边坡等的工程结构在线监测。

具有多种多功能、操作简单、接口方便，同时适合于用户进行二次开发。

产品采用了先进的技术路线，采集出带宽范围内的海量光谱点，并根据运算规则计算出光谱中峰值的中心位置。

同时结合了工程应用的需要。

系统既提供高精度的波长分辨率，又满足工程环境长期稳定运行的要求。

FBG-2000主机采用优化的数字逻辑进行电路运算处理，可以快速找到中心波长的位置。

同时采用光学标准具进行校准，保证系统温度测量的准确性和稳定性。

其主机设计包括的基本配置：扫描光源,光探测器，电路、软件处理、光路、电源等部分组成，系统最大化地集成了各个模块，使得各模块独立工作，又互相联系，保证了系统的良好的一致性，也方便了用户的使用维修。

钢筋计适用于长期埋设在混凝土结构物内部，测量结构物内部的钢筋应力。

1.2装箱清单光纤光栅解调仪主机x1铝合金包装箱x1电源线x1检测报告x1合格证x1使用说明书x1 1.3产品规格指标1.4产品内部结构示意图外接传感器光学系统电路系统工控机（windows）外接键、鼠、显示器与通讯网络1.5对外接口光纤FC 接口用于连接传感器网口对外通讯AC220V 电源口USB主要用于接鼠标键盘、U 盘VGA 或HDMI 主要用于内置工控机时接显示器1.6相比于同类产品的优势【设备信噪比高】下图为本产品与同行产品的对比，在外接相同传感器、相同条件下运行，本产品的波长白噪声约为±1pm，同行的产品白噪声达到±15pm（对外宣称指标为1pm精度）。

本产品的信噪比符合宣称指标并明显优于市场同类产品。

光纤光栅传感系统解调方法概述赵亚丽【摘要】光纤光栅传感系统的测量信息以波长编码的形式被解调系统接收,通过测量波长的移动得到传感信号的变化,波长编码信号的解调是光纤光栅传感系统工业化的关键技术之一.总结了目前出现的多种光纤光栅传感解调系统的工作原理,分析了各自的特点,重点分析了滤波解调法,并在此基础上展望了光纤光栅传感系统解调技术的研究方向.【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》【年(卷),期】2018(020)001【总页数】6页(P48-53)【关键词】光纤光栅;传感系统;解调【作者】赵亚丽【作者单位】承德石油高等专科学校工业技术中心,河北承德067000;河北省仪器仪表工程技术研究中心,河北承德067000【正文语种】中文【中图分类】TP212光纤光栅传感器是近年来迅速发展的光纤器件，其实质上是一种波长调制型传感器，其机理为通过外界参量对光纤光栅谐振波长的调制来获得传感信息。

传感信号的解调是光纤光栅系统中最为重要的环节，解调系统的优劣直接关系到整个传感系统的稳定性和精确性[1,2]，因此快速准确地检测光纤布拉格波长的微小变化，即对波长编码的信号解调成为光纤光栅传感器应用研究的重点问题。

光纤光栅传感信号的解调方式有强度解调、相位解调和波长解调等，这些方案各有所长，适用于不同传感系统的需求，其中波长解调具有中心波长处窄带反射，不必对光纤连接器和耦合器损耗以及光源输出功率起伏进行补偿等优点，得到了广泛应用[3]。

阐述了各种光纤光栅解调方案和原理以及特点，以期为光纤光栅传感器的工业应用提供参考。

1 常用光纤光栅解调方法波长解调技术的实质是对传感光栅的反射谱进行实时监测，分析出波长编码，为了在各种应用中能准确地解调出传感信号，通常将波长变化量转化为强度变化量和相位变化量，解调方法按工作原理可分为干涉法、色散法、衍射法、滤波法等几大类。

1.1 干涉法干涉解调是将光纤光栅波长偏移量转化为相位变化来检测被测波长，主要包括Michelson干涉法、M-Z干涉仪法和Sagnac干涉仪法。

一、传感器背景及应用1.1传感器的背景传感器是高度自动化系统, 亦是现代尖端技术关键的组成部分, 因此, 传感器技术是当代高新技术着重发展的领域, 是各个国家科技进步的核心之一。

传感器是指能感受规定的被测信号(非电量) 并按照一定的规律(多指数学规律) 转换成可用信号(电量) 的器件或装置，通常由敏感元件和转换电路组成。

作为模拟人体感觉的“电五官”, 传感器的出现, 使物体存在了触觉、味觉和嗅觉等感官, 让难以测量的信号变得更易检测。

传感器是借助于敏感元件,将感受的信息按一定的规律转换成另一种信息的装置。

在一般情况下,是将信息转换成电量,以便进一步传输、显示。

研究、开发和制造传感器的技术涉及到许多学科,是一门跨学科的边缘科学技术。

随着现代测量、控制和自动化技术的发展,传感器技术己越来越为人们所重视,它是人类社会跨入信息时代的物质基础。

信息的采集和处理是信息社会的支柱之一,信息的处理依赖于计算机技术,而信息的采集则依赖于传感器。

在国外,随着生产自动化和实时控制的发展,为了更好地发挥计算机的效能,各国都已开始重视传感器技术的研究和开发。

前一时期,传感器技术没有跟上计算机技术的发展,信息的获得远远落后于信启、的处理,反过来又阻碍了计算机的应用和电子工业的发展。

因此近年来各国已把传感器技术摆到了重要的地位。

如美国空军200。

年报告中将传感器列为提高二十一世纪空军能力的十五项关键技术之一;在日本更认为“唯有模仿人脑的计算机与传感器的协调发展,才能决定技术的将来。

当务之急,是全力发展传感电子设备。

”总之,传感器技术在国民经济各部门、科学研究、国防建设、日常生活等各方面的应用十分广泛,从而形成了一个大的新型科学技术领域,随着科学技术的进一步发展,传感器技术的研究、开发还将日益扩大和深入,因此被视为80年代的关键技术而受到国内外的广泛瞩目是理所当然的。

1.2传感器在海洋中的应用海洋蕴藏着丰富的资源，影响着全球气候变化，海洋科学在海洋环境保护、能源开发、灾害预防、权益维护等多方面有着举足轻重的作用，同时也能为国家制定海洋政策提供科学依据。