PANTRON IR-M12VA-15M光柵傳感器

PANTRON IR-M12VA-15M光柵傳感器

當(dāng)光纖光柵所處環(huán)境的溫度,、應(yīng)力,、應(yīng)變或其它物理量發(fā)生變化時(shí)，光柵的周期或纖芯折射率將發(fā)生變化,，從而使反射光的波長發(fā)生變化,，通過測量物理量變化前后 反射光波長的變化，就可以獲得待測物理量的變化情況,。如利用磁場誘導(dǎo)的左右旋極化波的折射率變化不同,，可實(shí)現(xiàn)對(duì)磁場的直接測量。此外,，通過特定的技術(shù),，還 可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力和溫度的分別測量和同時(shí)測量。通過在光柵上涂敷特定的功能材料（如壓電材料）,，對(duì)電場等物理量的間接測量也能實(shí)現(xiàn),。光纖光柵傳感器的應(yīng)用

　　1、在地球動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用

　　在地震檢測等地球動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域中,，地表驟變等現(xiàn)象的原理及其危險(xiǎn)性的估定和預(yù)測是非常復(fù)雜的,，而火山區(qū)的應(yīng)力和溫度變化是目前為止能夠揭示火山活動(dòng)性及其關(guān) 鍵活動(dòng)范圍演變的*手段心。光纖光柵傳感器在這一領(lǐng)域中的應(yīng)用主要是在巖石變形,、垂直震波的檢測以及作為地形檢波器和光學(xué)地震儀使用等方面,。活動(dòng)區(qū)的 應(yīng)變通常包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種,，靜態(tài)應(yīng)變（包括由火山產(chǎn)生的靜態(tài)變形等）一般都定位于與地質(zhì)變形源很近的距離,，而以震源的震波為代表的動(dòng)態(tài)應(yīng)變則能夠在與震 源較遠(yuǎn)的地球周邊環(huán)境中檢測到。為了得到相當(dāng)準(zhǔn)確的震源或火山源的位置,，更好地描述源區(qū)的幾何形狀和演變情況,，需要使用密集排列的應(yīng)力－應(yīng)變測量儀。光纖 光柵傳感器是能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和密集排列復(fù)用傳感的寬帶,、高網(wǎng)絡(luò)化傳感器，符合地震檢測等的要求,，因此它在地球動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域中無疑具有較大的潛在用途,。有報(bào)道指 出，光纖光柵傳感器已成功檢測了頻率為0.1Hz～2Hz,，大小為10-9 e的巖石和地表動(dòng)態(tài)應(yīng)變,。

　　2、在航天器及船舶中的應(yīng)用

　　*的復(fù)合材料抗疲勞,、抗腐蝕性能較好,，而且可以減輕船體或航天器的重量,，對(duì)于快速航運(yùn)或飛行具有重要意義，因此復(fù)合材料越來越多地被用于制造航空航海工具（如飛機(jī)的機(jī)翼）,。

　　為全面衡量船體的狀況,，需要了解其不同部位的變形力矩、剪切壓力,、甲板所受的抨擊力,，普通船體大約需要100個(gè)傳感器，因此波長復(fù)用能力*的光纖光柵傳 感器于船體檢測,。光纖光柵傳感系統(tǒng)可測量船體的彎曲應(yīng)力,，而且可測量海浪對(duì)濕甲板的抨擊力。具有干涉探測性能的16路光纖光柵復(fù)用系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了帶 寬為5kHz范圍內(nèi),、分辨率小于10ne/（Hz）1/2的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測量,。

　　另外，為了監(jiān)測一架飛行器的應(yīng)變,、溫度,、振動(dòng)，起落駕駛狀態(tài),、超聲波場和加速度情況,，通常需要100多個(gè)傳感器，故傳感器的重量要盡量輕,，尺寸盡量小,，因 此最靈巧的光纖光柵傳感器是選擇。另外,，實(shí)際上飛機(jī)的復(fù)合材料中存在兩個(gè)方向的應(yīng)變,，嵌人材料中的光纖光柵傳感器是實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)多軸向應(yīng)變和溫度測量的 理想智能元件。

　　3,、在民用工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

　　民用工程的結(jié)構(gòu)監(jiān)測是光纖光柵傳感器的領(lǐng)域,。對(duì)于橋梁、礦井,、隧道,、大壩、建筑物等來說,，通過測量上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布,，可以預(yù)知結(jié)構(gòu)局部的載荷及狀 況，方便進(jìn)行維護(hù)和狀況監(jiān)測,。光纖光柵傳感器可以貼在結(jié)構(gòu)的表面或預(yù)先埋入結(jié)構(gòu)中,，對(duì)結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行沖擊檢測、形狀控制和振動(dòng)阻尼檢測等，還以監(jiān)視結(jié)構(gòu)的缺 陷情況,。另外,，多個(gè)光纖光柵傳感器可以串接成一個(gè)傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)分布式檢測,，并通過計(jì)算機(jī)對(duì)傳感信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,。

　　光纖光柵傳感器可以檢測的建筑結(jié)構(gòu)之一為橋梁。應(yīng)用時(shí),，一組光纖光柵被粘于橋梁復(fù)合筋的表面,，或在梁的表面開一個(gè)小凹槽，使光柵的裸纖芯部分嵌進(jìn)凹槽中 （便于防護(hù)）,。如果需要更加完善的保護(hù),，則最好是在建造橋時(shí)把光柵埋進(jìn)復(fù)合筋。同時(shí),，為了修正溫度效應(yīng)引起的應(yīng)變,，可使用應(yīng)力和溫度分開的傳感臂，并在每 一個(gè)梁上均安裝這兩個(gè)臂,。

　　兩個(gè)具有相同中心波長的光纖光柵代替法布里－珀*涉儀的反射鏡,，形成全光纖法布里－珀*涉儀（FFPI），利用低相干性使干涉的相位噪聲最小化,，這一 方法實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的動(dòng)態(tài)應(yīng)變測量,。用FFPI結(jié)合另外兩個(gè)FBG，其中一個(gè)光柵用來測應(yīng)變,，另一個(gè)被保護(hù)起來（免受應(yīng)力影響）,，以測量和修正溫度效應(yīng)， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)三個(gè)量的測量：溫度,、靜態(tài)應(yīng)變,、瞬時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變。這種方法兼有干涉儀的相干性和光纖布拉格光柵傳感器的優(yōu)點(diǎn),，在5me的測量范圍內(nèi),，實(shí)現(xiàn)了小于 1me的靜態(tài)應(yīng)變測量精度、0.1℃的溫度靈敏度和小于1ne/（Hz）1/2的動(dòng)態(tài)應(yīng)變靈敏度,。

　　4,、在電力工業(yè)中的應(yīng)用

　　光纖光柵傳感器因不受電磁場干擾和可實(shí)現(xiàn)長距離低損耗傳輸，從而成為電力工業(yè)應(yīng)用的理想選擇,。電線的載重量,、變壓器繞線的溫度、大電流等都可利用光纖光柵傳感器測量,。

　　在電力工業(yè)中，電流轉(zhuǎn)換器可把電流變化轉(zhuǎn)化為電壓變化,，電壓變化可使壓電陶瓷（PZT）產(chǎn)生形變,，而利用貼于PZT上的光纖光柵的波長漂移,，很容易得知其 形變，進(jìn)而測知電流強(qiáng)度,。這是一種較為廉價(jià)的方法,，并且不需要復(fù)雜的電隔離。另外,，由大雪等對(duì)電線施加的過量的壓力可能會(huì)引發(fā)危險(xiǎn)事件,，因此在線檢測電線 壓力非常重要，特別是對(duì)于那些不易檢測到的山區(qū)電線,。光纖光柵傳感器可測電線的載重量,，其原理為把載重量的變化轉(zhuǎn)化為緊貼電線的金屬板所受應(yīng)力