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光纤光栅传感器分类有哪些?
- 2020-07-13-

这种传感器包括光纤光栅应变力传感器、温度传感器、瞬时速度传感器、位移传感器、液位传感器、空气流量计、压力传感器等。

应变力

这种传感器是工程项目行业中应用最广泛、最完善的光电传感器。应变力会直接危及光纤光栅的波长漂移。在良好的办公环境或被测结构规定的小型、小型传感器的情况下,采用裸光纤布拉格光栅作为应变力传感器,可立即粘贴在被测结构的表面或铺设在结构内部。由于光纤光栅敏感,在极端的办公环境中极易被破坏,在使用前必须进行包装。目前,常用的包装方法有基片式、管式和按管式双面夹紧式。

温度

温度是由国际单位制导出的基本物理量之一。它是工农业生产和科学实验中必须精确测量和操作的基本参数。此外,它也是与人们日常生活密切相关的一个关键标量。目前比较常见的电气温度传感器主要有热敏电阻温度传感器和热敏电阻温度传感器。与传统传感器相比,光纤温度传感技术具有灵敏度高、体积小、耐腐蚀、抗电磁辐射、激光光路可弯曲、有利于监测等优点。根据光纤布拉格光栅温度传感器技术,选用波长编码技术消除光源输出功率波动和系统软件消耗的危害,适合长期检测;由多个光纤光栅组成的温度传感技术系统软件可以通过选择一根光纤来完成准分布式系统的精确测量。

温度对光纤布拉格光栅的波长转换也有直接的威胁。我们经常使用裸光纤光栅作为温度传感器。与光纤光栅应变力传感器一样,光纤光栅温度传感器也必须进行封装。包装技术的关键功能是维护和敏化。我们期望光纤光栅具有极强的冲击韧性和较长的使用寿命。另外,我们也期望通过适当的封装技术来提高光纤光栅对温度的敏感度。普通光纤布拉格光栅的温度灵敏度仅为0.010nm/℃,因此对于波长为1550nm的光纤光栅,当温度范围为100℃时,波长转换仅为LNM。利用LPM编解码器进行调制解调,可以得到非常高温的像素点。但由于机械设备的限制,如果选择像素为0.06nm的光谱仪进行精确测量,则像素只有6度,因此远没有必要考虑具体的精确测量。目前常用的包装方法有基材包装、管状包装和聚合物包装。

偏移

科学研究工作人员进行了运用光纤光栅开展位移测量的科学研究,现阶段这种科学研究全是根据精确测量悬臂梁表层的应变力,随后根据测算求取悬臂梁竖直形变,即悬臂梁顶端竖直偏移。这类“位移传感器”并不是真实含意上的位移传感器,现阶段这类传感器在具体工程项目已获得了运用,中国亦具备商业化商品。

加速度计

1995年,英国的Berkoff等运用光纤光栅的工作压力效用设计方案了光纤光栅震动加速度计。转化器由品质板、基钢板和高分子材料构成,品质板和基钢板全是6毫米厚的铝合金板,基钢板做为刚度板起支撑点功效,正中间为8毫米厚的高分子材料夹在两铝合金板正中间起弹黄的功效。在品质块的惯性力矩功效下,埋在高分子材料中的光纤光栅遭受横着力功效造成应变力,进而造成光纤光栅的华沙光波长转变。选用非均衡M-Z干涉仪对光纤光栅的应变力与瞬时速度间的关联开展调制解调.一九九八年,Todd选用双柔性梁做为转化器设计方案了光纤传感器加速度计。瞬时速度传感器由2个矩形框梁和一个品质块构成,品质块根据接触力电焊焊接在两平行面梁正中间,光纤光栅贴在第二个矩形框梁的下表层。在传感器遭受震动时,在惯性力矩的功效下,品质块推动2个矩形框梁震动使其造成应变力,传送给光纤光栅造成光波长挪动。这类传感器也在中国早已拥有商业化的商品。

工作压力

对抗拉力或工作压力的检测也是检测的一部分关键內容,如高层建筑结构的拉索的总体索力、高纬度深海服务平台的冰工作压力,及其路面的土壤层工作压力,水压力等。哈尔滨工业大学欧进萍等陆续开发设计出了光纤光栅拉索工作压力环和光纤光栅冰液位传感器,英国海军研究所开发设计了光纤光栅土壤层液位传感器,用于检测道路內部的载荷状况。而且世界各国陆续刚开始光纤光栅油气井液位传感器的科学研究工作中。

除之上详细介绍的光纤光栅传感器外,光纤光栅科学研究工作人员和传感器设计方案工作人员根据光纤光栅的传感技术基本原理,还设计方案出光纤光栅伸展计,光纤光栅折射率计,光纤光栅湿度计,及其光纤光栅倾斜角仪,光纤光栅连通管等。除此之外,大家还根据光纤光栅应变力传感器做成用以精确测量公路货运状况的运送计、用以精确测量公路工程施工全过程中沥清应变力的应变计等。