光纖光柵傳感器原理

光纖光柵傳感器原理第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理涂覆層250um

纖芯9um

包層125um

1、光纖是由外徑125um的包層和直徑9um的纖芯組成的圓柱形細絲2、纖芯由石英制成，光在纖芯內(nèi)傳輸3、250um涂敷層保護光纖并增強光纖的機械性能光纖第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理光纖光柵1、在光纖上用紫外光刻寫光柵，10mm的光纖光柵包含了10000個在纖芯中規(guī)則分布的微小的反射鏡面2、溫度/應(yīng)變等物理量的變化與所導(dǎo)致的柵距變化呈線性，光柵反射波長隨柵距變化而線性變化；

第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月中心波長反射光譜光纖光柵反射光的中心波長取決于光柵的條紋間距光柵的條紋間距取決于：施加的應(yīng)變

溫度

光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理溫度波長漂移(nm)第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月透射光譜入射光譜光強光強反射光譜光強光纖光柵傳感原理光在光纖光柵上的傳輸1、寬帶光進入光纖，經(jīng)過光柵反射回特定波長的光2、通過測量光柵反射波長，換算被測體溫度/應(yīng)變等物理量；3、光柵的溫度特性為10pm/℃，應(yīng)變特性為1.2pm/微應(yīng)變第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理波分復(fù)用技術(shù)1、采用波分復(fù)用技術(shù)，可實現(xiàn)一根光纖上串聯(lián)18個傳感器；2、通過對不同波長光柵進行特定封裝，在一根光纖上可實現(xiàn)溫度、應(yīng)變等多參數(shù)實時測量；…Sensor1Sensor2Sensor3Sensornλ1λ2λ3λn接頭1接頭2透射光譜入射光譜反射光譜……λ1λ2λnλ3第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理通過將兩端光纖接頭連接到監(jiān)測儀器，即使某傳感器故障，其它傳感器依然可以被有效測量…Sensor1Sensor2Sensor3Sensornλ1λ2接頭1接頭2連接接頭1時的反射光譜λ1λnλ3λ3λn…連接接頭2時的反射光譜第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理光纖光柵解調(diào)分析儀第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理型號：WI810A

通道數(shù)：8

測點數(shù)：144

精度：10pm型號：I1610BL

通道數(shù)：16

測點數(shù)：288

精度：10pm型號：WI3210B

通道數(shù)：32

測點數(shù)：400

精度：3pm

公司研發(fā)的光纖光柵解調(diào)分析儀第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感器光譜圖第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感器的種類通過對光柵進行一定的封裝之后，但凡能夠使光纖光柵產(chǎn)生軸向形變的物理量，均可通過光纖光柵來測量?！鴾囟取鴳?yīng)變（壓力）▲位移▲液位▲加速度▲彎曲▲…第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵傳感器的種類光纖光柵傳感器利用光纖光柵溫度、應(yīng)變敏感的特性，通過傳感頭的設(shè)計/封裝，可以測量各種物理參數(shù)：

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溫度

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應(yīng)變

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壓力

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位移

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液位

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加速度

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氣體含量

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彎曲

▲…

第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵測量溫度壓力溫度、壓力曲線第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月1、材料優(yōu)勢：▼傳感器體積小，重量輕▼耐化學腐蝕▼優(yōu)異的耐疲勞特性▼傳感器本質(zhì)防爆▼適和應(yīng)用于惡劣環(huán)境2、傳感優(yōu)勢：

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光纖既是傳感器又是信號傳輸媒介，抗強電磁干擾

▼測點數(shù)多，可串，并聯(lián)組網(wǎng)，可多參數(shù)測量▼長距離傳輸，可達40km▼可靠性高，在某個傳感器失效情況下，其它傳感器數(shù)據(jù)仍可有效測量

光纖光柵傳感器的特點第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖光柵產(chǎn)品健康安全監(jiān)測應(yīng)用領(lǐng)域▲航空航天（增強碳纖維復(fù)合材料健康監(jiān)測，航天飛機溫度和應(yīng)變監(jiān)測）▲艦船（結(jié)構(gòu)健康安全監(jiān)測，纖維增強塑料閘門實時監(jiān)測）▲土木（建筑，橋梁，邊坡，礦井結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測）▲電力（開關(guān)柜、變壓器、電纜溝/井安全監(jiān)測）▲石化（油品計量，液位測量，火災(zāi)報警，海洋平臺/油井溫度和壓力/應(yīng)變監(jiān)測）光纖光柵傳感器的應(yīng)用第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月土木行業(yè)：水立方健康安全監(jiān)測電力行業(yè)：風力發(fā)電葉片健康安全監(jiān)測航空：直升機旋翼健康安全監(jiān)測石化：海洋平臺冰激安全健康監(jiān)測軌道交通：Arbois鐵路地基變形監(jiān)測光纖光柵傳感器的應(yīng)用石化行業(yè)：儲油罐溫度監(jiān)測第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月軌道交通：地鐵健康安全監(jiān)測1、直流電源線支架安全監(jiān)測；2、隧道壁壓力監(jiān)測；3、隧道內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測；4、高壓動力電纜溫度監(jiān)測油田：地下油井健康安全監(jiān)測1、壓力監(jiān)測；2、溫度監(jiān)測；光纖光柵傳感器的應(yīng)用第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月石化行業(yè)：儲油罐多參數(shù)測量1、液位；