光纤远程传感已为人们所认识,并发展到了很广泛的应用领域"远程检测环境状况,比如温度压力应力等,能够极大的提高工业化生产的能力,并能对危险情况提供早期预警"目前使用的大多数监测环境状况的传感器往往依赖于电器件完成测量,但是,在较远处和在恶劣的环境下,使用电类传感器有很多局限性"它们要求提供能源,在高温下容易损坏,它们必须传输的电信号容易受到电磁干扰"相反,光纤传感器是无源器件,不需要另外的能源"光纤既能感知信息又能传输信息,而且不受电磁干扰"尤其是光纤光栅传感器,能够适应各种环境,提供长期稳定可靠精确的监测,即使环境温度超过200e"它们还具有测量许多参量的能力,比如测量温度压力应力"测量是光纤光栅反射的光信号的绝对波长编码"这就是说,随着环境的变化,光纤光栅膨胀或者缩小,编码波长随之变化"因为光纤光栅感知的信号携带在反射光信号的波长中,因此,对光纤传感系统来说,测量绝对光波长的器件是至关重要的"解调系统必须提供精确的可重复的绝对光波长的测量,以连续监测来自于传感器的波长的微小的变化"器件还必须非常坚固,以适应实验室之外的各种环境的使用需要"在光纤通讯快速发展的20世纪90年代末期,光纤Brgag光栅在波分复用方面取得了很大的成功,光纤Bragg光栅作为复用!解复用器件以及上路!下路滤波器,其中单个波长的选定和分离是必需的"基于光纤中的折射率的周期性的改变,光纤Brgag光栅选择性的反射一个波长而让其它波长通过,如图4一1一1所示:
对波分复用来说,FGB是作为滤波器来分离各个不同的波长"对于光纤传感应用,利用的是光纤Bragg光栅反射峰的变化"反射峰值波长随着环境状况(如温度应力压力等)而变化,变化情况与光栅的粘贴方式有关"FGB与光纤传感的其它方式相比,有很多优势:FBG是绝对波长编码测量,因而不受光源强弱以及偏振状态的影响,它对连接器祸合器及光纤自身的损耗也不敏感,FBG尺寸小,强度大,可在恶劣环境下持续使用"FGB是应用性很广的传感器,可用于测量很多参量,包括温度!应力!压力!地震波以及声波"因为FBG是通过紫外光刻写在光纤上,它们尺寸很小,可以镶嵌在结构中,FBG对远距离传感来说是非常理想的,因为它的可复用性,而且和测量仪器之间可以相隔很远"。
将FBG作为传感器的选择之一,很多领域已经开始从中受益,许多应用还处于FGB传感器实施的早期阶段,或者是发展完善特定的FBG传感器"其优势在石化工业!地质监测!结构保护等方面特别明显"。
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