光栅传感器在我国高铁运行安全技术中的应用

我们通常坐火车时，有时会感到非常震惊和不舒服。这是火车轮子上的扁平疤或多边形。平疤虽然只有几微米，但由于其运行速度快，会对高速铁路产生很大的振动。传感器的功能是找出火车上扁平伤疤的位置。

所谓光纤光栅监测系统，其实就是将碳纤维拉成光纤，再刻成光栅以安装在列车和铁轨上的传感器。光栅接收到激光信号后，会有反射波长，根据列车不同位置光栅反射回的波长情况，就可实时监测列车安全。

高铁线路复杂多样，放置传感器成为了一个大问题。光纤传感器的高明之处就在于利用铁轨监测列车，即在铁轨的某一小段放置传感器，只要保证传感器铺放长度稍大于一个车轮周长，就能将所有经过这一段的列车车轮全部监测一次。同理，也可利用在车轮上放置传感器监测铁轨。

对于光纤光栅传感器的优势，一方面，传统的传感器使用电信号会受到火车及铁轨产生的电磁信号干扰，而光纤则不存在这个问题；另一方面，中心研发的传感器质量小，可直接安装在高铁上，并不影响列车正常运行。

光栅传感器在数控机床上的应用

光栅传感器作为数控机床直线轴的位置检测元件，相当于人的“眼睛”，就是“监视”该直线轴在执行数控系统的移动指令后，该直线轴是否真正准确地运行到数控系统指令所要求的位置。

如果数控机床没有安装光栅传感器，当数控系统发出直线轴的移动指令后，直线轴能否到达数控系统要求的位置，完全依靠数控系统调试的精度和机械传动精度来保障。

数控机床使用一段时间后，由于电气调试参数的修改和机械误差的加大等原因，该直线轴很可能和数控系统指令所要求的位置相差很多，这时候数控系统根本不知道，维修和操作机床的人员也不知道，要想知道这个差距，维修人员就要对机床进行精度检测。

所以数控机床没有安装光栅传感器，就要定期对机床的精度进行检查，一不小心，一旦忘记检测数控机床的精度，很可能导致加工的产品精度超差甚至报废。

如果数控机床的直线轴安装了光栅传感器，上述问题就不用人来操心了，由光栅传感器来完成这个使命。

如果该直线轴由于机械等原因没有准确到达该位置，光栅传感器作为位置检测元件，会向数控系统发出指令，使该直线轴能够到达比较准确的位置，直到光栅传感器的分辨率分辨不出来。

这时的光栅传感器充当了独立于机床之外的监督功能，象人的眼睛一样，一直“监视”着直线轴的位置，保证了直线轴能够达到数控系统要求的位置。

总的来说，光栅传感器已经成为光纤传感器的研究热点。随着光纤光栅制造技术的发展、性能的提高和应用研究成果的发展，光纤光栅传感器在传感器领域的地位越来越重要。它广泛应用于土木工程结构、航空航天、船舶、电力、石化、医药、核工业等领域，许多具有发展潜力和市场前景的实用技术正在研究中。这些技术的成熟将为国民经济建设带来巨大的推动作用。