光纖光柵壓力傳感器的特點(diǎn)和應(yīng)用

什么是光纖壓力傳感器

壓力傳感器作為光纖傳感器中的一種，由于原理簡單，抗電磁干擾能力強(qiáng)，不易腐蝕等特性，廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人手指，車載重力，靜面水壓力，器件的表面張力等應(yīng)力的測量。目前的壓力傳感器主要采用普通單模光纖、保偏光纖、微結(jié)構(gòu)光纖等基于光纖全內(nèi)反射原理進(jìn)行導(dǎo)光的光纖，通過在光纖內(nèi)刻制各種周期的布拉格光柵對(duì)外界負(fù)載進(jìn)行檢測，形成橫向壓力傳感器。福州華光天銳提供光纖傳感器、光纖光柵傳感器、熒光光纖傳感器，價(jià)格合理，歡迎聯(lián)系！

FBG光纖光柵是通過紫外激光照射在光纖芯區(qū)引入周期性的折射率變化實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)單模光纖芯區(qū)折射率變化周期較小時(shí)，可使前向傳輸基模與后向傳輸?shù)幕ｑ詈喜⑥D(zhuǎn)移大部分功率，這種光纖光柵被稱為光纖布喇格(fiber Bragg grating ,FBG)光柵，而滿足這種能量轉(zhuǎn)換或諧振的光波長被稱為光纖光柵布喇格波長，或光纖光柵中心波長。

傳統(tǒng)的氣體或液體壓力測量裝置是通過彈性元件在壓力變化時(shí)形狀變化，帶動(dòng)相關(guān)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，或使安裝在其上的電子式應(yīng)變傳感器輸出發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)的。通過指針轉(zhuǎn)動(dòng)只能比較粗略地讀出壓力大小，且壓力數(shù)值無法采集和傳輸；電子式壓力傳感器信號(hào)需要相應(yīng)的電路采集和傳輸，在某些無法保證供電、環(huán)境電磁干擾較大、傳感器數(shù)量眾多布線復(fù)雜、易燃易爆環(huán)境、信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)等情況下，電子式壓力傳感器在實(shí)際應(yīng)用中有較大困難。

光纖光柵壓力傳感器的優(yōu)點(diǎn)

流體壓力傳感器是一種用途廣泛的傳感器，如橋梁、水壩、水文、隧道、化工、氣象、邊坡等，實(shí)施檢測或監(jiān)測的常用傳感元件。現(xiàn)有的各種探測方案中，因?yàn)闇囟雀蓴_、電磁干擾、安全性、長距離傳輸、使用壽命、可靠性等原因，無法很好地解決這一系列行業(yè)的壓力探測問題。 而光纖光柵壓力傳感器則可以解決目前現(xiàn)有探測方案中，因?yàn)闇囟雀蓴_、電磁干擾、安全性、長距離傳輸、使用壽命、可靠性等引起的問題。現(xiàn)有技術(shù)中的壓力監(jiān)測通常采用機(jī)械式壓力傳感器和電式壓力傳感器，其中機(jī)械式壓力傳感器無法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，而電式壓力傳感器由于需要電線來傳輸數(shù)據(jù)，存在短路的隱患。而光纖光柵壓力傳感器監(jiān)測與光纖信號(hào)傳輸為無電，沒有電磁干擾，比現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械式壓力傳感器和電式壓力傳感器，具有優(yōu)良的絕緣性能測量、精度高、抗電磁干擾能力強(qiáng)。

光纖傳感器的特點(diǎn)

光纖傳感器具有傳感頭無需供電、不受環(huán)境電磁波干擾、多個(gè)傳感器可通過一根光纖串聯(lián)復(fù)用、傳感頭不產(chǎn)生電火花絕對(duì)安全、可遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在某些環(huán)境中應(yīng)用有較大的優(yōu)勢。

光纖光柵壓力傳感器的工作原理

光纖光柵傳感器是光纖傳感器的一種，是一種波長調(diào)制型光纖傳感器。光纖光柵傳感器通過外界物理參量對(duì)光纖布拉格( Bragg )波長的調(diào)制來獲取傳感信息。相比于電子類傳感器，光纖光柵傳感器更適合用在油氣石化工業(yè)或高溫高壓等苛刻環(huán)境中。

將光纖光柵安裝能受壓力產(chǎn)生位移或應(yīng)變的機(jī)械結(jié)構(gòu)中。當(dāng)壓力變化時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)變化使光纖光柵的應(yīng)變發(fā)生變化，從而使光纖光柵的周期及中心波長發(fā)生變化由于光波在光纖中傳輸損耗很小，因此可以通過很長(幾公里或更長)的光纖將傳感器與光波長變化檢測儀器(解調(diào)儀)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳感和測量。

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