光纖光柵傳感器屬于光纖傳感器的一種，該光纖傳感器主要是基于光纖光柵的傳感過(guò)程是通過(guò)外界物理參量對(duì)光纖布拉格(Bragg)波長(zhǎng)的調(diào)制來(lái)獲取傳感信息，是一種波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器。下面我們就光纖光柵傳感器的原理及應(yīng)用等方面來(lái)向大家作介紹。由于光纖光柵與光纖之間天然的兼容性，很容易將多個(gè)光纖光柵串聯(lián)在一根光纖上構(gòu)成光纖光柵陣列，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式傳感，加上光纖光柵具有普通光纖的許多優(yōu)點(diǎn)外，且本身的傳感信號(hào)為波長(zhǎng)調(diào)制，測(cè)量信號(hào)不受光源起伏、光纖彎曲損耗不受光源功率波動(dòng)和系統(tǒng)損耗影響的特點(diǎn)，因此光纖光柵在傳感領(lǐng)域的應(yīng)用引起了世界各國(guó)有關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注和極大興趣。自從1989年Morey等人首先對(duì)光纖光柵的應(yīng)變和溫度傳感特性進(jìn)行了研究后，光纖光柵傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，現(xiàn)在人們已將其逐步應(yīng)用于多種物理量的測(cè)量，制成了各種傳感器。

光纖位移傳感器的工作原理

當(dāng)光纖探頭端都緊貼技測(cè)件時(shí)，發(fā)射光纖中的光不能反射到接收光纖中去，出而就不能產(chǎn)生光電流信號(hào);當(dāng)被測(cè)表面逐漸遠(yuǎn)窩光纖探頭時(shí)，發(fā)射光纖照亮被測(cè)表面的面積月越來(lái)越大，使相應(yīng)的發(fā)射光錐和接收光維重臺(tái)面積B1越來(lái)越大，于是接收光纖端面上按照亮的B2區(qū)也越來(lái)越大，從而有一個(gè)與探頭位移成線性增長(zhǎng)的輸出信號(hào);當(dāng)整個(gè)接收光纖端面被全部照亮?xí)r，輸出信號(hào)就達(dá)到了位移—輸出信號(hào)曲線上的“光峰點(diǎn)”光峰點(diǎn)以前的這段曲線叫前坡區(qū);當(dāng)被測(cè)表面繼續(xù)遠(yuǎn)離探頭時(shí)，由于被反射光照亮的B2面積大于C，即有部分反射光沒(méi)有反射進(jìn)接收光纖，而且出于接收光纖更加遠(yuǎn)離被測(cè)表面，使接收到的光強(qiáng)減小，因而光敏檢測(cè)器的輸出信號(hào)逐漸減弱，于是進(jìn)入曲線的后坡區(qū)。在后坡區(qū)，信號(hào)強(qiáng)弱與探頭和被測(cè)表面之間的距離平方成反比。在位移—輸出曲線的前坡區(qū)中，輸出信號(hào)的強(qiáng)度增加得非?？?，所以這一區(qū)域可以劇來(lái)進(jìn)行微米級(jí)的位移測(cè)量;后坡區(qū)域可用于距離較遠(yuǎn)而靈敏度、線性度和精度要求不高的測(cè)量;而在所謂的光峰區(qū)域，輸出信號(hào)對(duì)于光強(qiáng)度變化的靈敏度要比對(duì)于位移交化的靈敏度大得多，所以這個(gè)區(qū)域可用于對(duì)表面狀態(tài)進(jìn)行光學(xué)測(cè)量。

光纖光柵壓力傳感器及其原理

對(duì)拉力或壓力的監(jiān)測(cè)也是監(jiān)測(cè)的一部分重要內(nèi)容，如橋梁結(jié)構(gòu)的拉索的整體索力、高緯度海洋平臺(tái)的冰壓力，以及道路的土壤壓力，水壓力等。哈工大歐進(jìn)萍等人相繼開(kāi)發(fā)出了光纖光柵拉索壓力環(huán)和光纖光柵冰壓力傳感器，英國(guó)海軍研究中心開(kāi)發(fā)了光纖光柵土壤壓力傳感器，用以監(jiān)測(cè)公路內(nèi)部的荷載情況。并且各國(guó)相繼開(kāi)始光纖光柵油氣井壓力傳感器的研究工作。

光纖光柵溫度傳感器及其原理

溫度是國(guó)際單位制給出的基本物理量之一，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要經(jīng)常測(cè)量和控制的主要參數(shù)，同時(shí)也是與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的一個(gè)重要物理量。目前，比較常用的電類溫度傳感器主要是 熱電偶 溫度傳感器和熱敏 電阻 溫度傳感器。光纖溫度傳感與傳統(tǒng)的傳感器相比有很多優(yōu)點(diǎn)，如靈敏度高，體積小，耐腐蝕，抗電磁輻射，光路可彎曲，便于遙測(cè)等?；诠饫w光柵技術(shù)的溫度傳感器，采用波長(zhǎng)編碼技術(shù)，消除了光源功率波動(dòng)及系統(tǒng)損耗的影響，適用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè);而且多個(gè)光纖光柵組成的溫度傳感系統(tǒng)，采用一根光纜，可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測(cè)量。溫度也是直接影響光纖光柵波長(zhǎng)變化的因素，人們常常直接將裸光纖光柵作為溫度傳感器直接應(yīng)用。