光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用

2021/11/05 14:05 · 传感器知识资讯 ·  · 光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用已关闭评论
摘要:

光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用关于光学的应用很多,传感器在我们日常生活中也经常会用到。什么是光栅传感器?今天带来的是光栅传感器的结构原理及应用,下面对光栅传感器详细介绍一下。首先来看看,什么是光栅传感器?光栅传感器是指利用光栅莫尔条纹原理来测量位移的传感器。光栅是由大量等宽等间距的平

光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用  第1张

光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用

关于光学的应用很多,传感器在我们日常生活中也经常会用到。什么是光栅传感器?今天带来的是光栅传感器的结构原理及应用,下面对光栅传感器详细介绍一下。
首先来看看,什么是光栅传感器?
光栅传感器是指利用光栅莫尔条纹原理来测量位移的传感器。
光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝组成的光学器件。常用的光栅是通过在玻璃板上雕刻大量平行刻线而制成的。刻痕是不透明的部分,两个刻痕之间的光滑部分可以透光,相当于一条缝。精制的光栅在1cm宽度内有数千甚至数万个缺口。
这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅,也有利用两凹口之间反射光衍射的光栅。例如,在表面刻有许多平行的凹口并带有金属层,两个凹口之间的光滑金属表面可以反射光线,这种光栅就变成了反射光栅。光栅形成的莫尔条纹具有光学放大和平均误差效应,可以提高测量精度。
光栅传感器由四部分组成:直尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统。当标尺光栅相对于指示光栅移动时,它会形成大致呈正弦曲线分布的明暗莫尔条纹。
这些条纹以光栅的相对速度移动并直接照射在光电元件上。在其输出端获得一系列电脉冲。数字信号输出通过放大、整形、方向识别和计数系统产生,直接显示被测位移。
光栅传感器的结构
首先,我们来看看光栅传感器是如何组成的。光栅传感器的结构由光源、主光栅、指示光栅、通光孔、光电元件组成。下面,小编将对光源、光栅对、通光孔以及受光元件予以介绍。
1、光源:钨丝灯泡,功率较小,与光电元件配合使用时,转换效率低,使用寿命短。半导体发光器件,如砷化镓发光二极管,可以在该范围内工作,发射光的峰值波长与硅光电晶体管接近。因此,它们具有高转换效率和快速响应速度。
2、光栅对:由等栅距的主光栅和指示光栅组成。主光栅和指示光栅相互重叠,但并不完全重叠。两条网格线之间会有一个小角度交错,以获得莫尔条纹。通常,主光栅是可移动的。它可以独立移动,也可以随被测物体移动。其长度取决于测量范围。指示光栅相对于光电器件固定。
3、通光孔:光孔是发光体与受光器之间的通路,一般呈条状,其长度由受光器的排列长度决定,宽度由受光器的大小决定。光接收器。它张贴在指令光栅板上。
4、受光元件:受光元件用于感知主光栅运动时产生的莫尔条纹的运动,从而测量位移。在选择光敏元件时,必须考虑灵敏度、响应时间、光谱特性、稳定性和体积等因素。
光栅传感器选型指南
1、根据检测对象及检测类型确定选型
首先要考虑何种原理的传感器,需要多方面的因素才能确定。确定选用何种类型的传感器,再考虑传感器的具体指标。
2、灵敏度的选择
在线性范围内灵敏度越高越好
3、线性范围
线性范围是输出与输入成正比的范围,再次范围内灵敏度保持定值。
4、稳定性
5、传感器在使用一段时间后,其性能保持不变的能力。
在使用传感器之前应对其使用环境进行调查,并根据环境使用合适的传感器,或采取适当的措施减少环境的影响。
光栅传感器的原理
在了解了光栅传感器的组成之后,我们再来看看光栅传感器的原理是什么。
当指示光栅缓慢移动时,传感器的刻度光栅会产生莫尔条纹。莫尔条纹的特点是它们是按照正弦规律分布的,这些条纹会呈现明暗。
此外,光栅运动的速度决定了条纹的运动,这些运动会反映在光电元件上。此外,在光栅传感器的输出端,会得到一系列电脉冲信号。然后经过相应的放大、整形等处理,直接显示出测得的位移值
一般来说,我们理解传感器会有两种光路形式,包括透射光栅。这类光栅的光栅线出现在工业玻璃等透明材料上;还有一种反射光栅,就是这种光栅的光栅。线条出现在金属顶部,例如不锈钢,可以强烈反射。
对于光栅传感器来说,其最大的优势在于量程大、精度高。在应用方面,我们了解到,这种类型的传感器广泛用于程控和数控机床,以及三坐标测量机构。对静态和动态圆角位移和线性位移的测量可以起到很好的效果。此外,它也非常适合机械振动和变形测量等应用。
光栅传感器的应用范围
在了解了光栅传感器的组成结构以及原理之后,在最后,我们再共同来看看光栅传感器的应用场合有哪些,以方便我们更好地去运用光栅传感器。
光纤光栅传感器在其他领域也得到了应用,其在很多方面的性能比传统机电传感器更稳定、更可靠、更准确。 光纤光栅传感器可用于传感和测量应力、应变或温度等物理量,具有较高的灵敏度和测量范围。 通过在光纤的几个部分写入不同光栅间距的光纤光栅,可以同时测量几个部分相应的物理量和变化,实现准分布式光纤传感。
总之,光纤光栅传感器的应用是一个方兴未艾的领域,具有非常广阔的发展前景。光栅传感器通常用作机床定位、长度和角度测量仪器中的测量元件,用于测量速度、加速度、振动等。
举报/反馈光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用  第2张

光纤光栅传感器:什么是光纤光栅传感器 光纤光栅传感器原理【图文】

  光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种,该光纤传感器主要是基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。下面我们就光纤光栅传感器的原理及应用等方面来向大家作介绍。
  由于光纤光栅与光纤之间天然的兼容性,很容易将多个光纤光栅串联在一根光纤上构成光纤光栅阵列,实现准分布式传感,加上光纤光栅具有普通光纤的许多优点外,且本身的传感信号为波长调制,测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗不受光源功率波动和系统损耗影响的特点,因此光纤光栅在传感领域的应用引起了世界各国有关学者的广泛关注和极大兴趣。自从1989年Morey等人首先对光纤光栅的应变和温度传感特性进行了研究后,光纤光栅传感器的应用领域不断拓展,现在人们已将其逐步应用于多种物理量的测量,制成了各种传感器。  
  (一)光纤光栅传感器的分类:
  这些传感器主要包括光纤光栅应变传感器、温度传感器、位移传感器、压力传感器等。
  (1)光纤光栅应变传感器及其原理:此种传感器是在工程领域中应用最广泛,技术最成熟的光纤传感器。应变直接影响光纤光栅的波长漂移,在工作环境较好或是待测结构要求精小传感器的情况下,人们将裸光纤光栅作为应变传感器直接粘贴在待测结构的表面或者是埋设在结构的内部。由于光纤光栅比较脆弱,在恶劣工作环境中非常容易破坏,因而需要对其进行封装后才能使用。目前常用的封装方式主要有基片式、管式和基于管式的两端夹持式。
  (2)光纤光栅温度传感器及其原理:温度是国际单位制给出的基本物理量之一,是工农业生产和科学实验中需要经常测量和控制的主要参数,同时也是与人们日常生活密切相关的一个重要物理量。目前,比较常用的电类温度传感器主要是 热电偶 温度传感器和热敏 电阻 温度传感器。光纤温度传感与传统的传感器相比有很多优点,如灵敏度高,体积小,耐腐蚀,抗电磁辐射,光路可弯曲,便于遥测等。基于光纤光栅技术的温度传感器,采用波长编码技术,消除了光源功率波动及系统损耗的影响,适用于长期监测;而且多个光纤光栅组成的温度传感系统,采用一根光缆,可实现准分布式测量。温度也是直接影响光纤光栅波长变化的因素,人们常常直接将裸光纤光栅作为温度传感器直接应用。同光纤光栅应变传感器一样,光纤光栅温度传感器也需要进行封装,封装技术的主要作用是保护和增敏,人们希望光纤光栅能够具有较强的机械强度和较长的寿命,与此同时,还希望能在光纤传感中通过适当的封装技术提高光纤光栅对温度的响应灵敏度。普通的光纤光栅其温度灵敏度只有0.010 nm/℃左右,这样对于工作波长在1550nm的光纤光栅来说,测量100℃的温度范围波长变化仅为lnm。应用分辨率为lpm的解码仪进行解调可获得很高的温度分辨率,而如果因为设备的限制,采用分辨率为0. 06nm的光谱分析仪进行测量,其分辨率仅为6度,远远不能满足实际测量的需要。目前常用的封装方式有基片式、管式和聚合物封装方式等。  
  (3)光纤光栅位移传感器及其原理:研究人员开展了应用光纤光栅进行位移测量的研究,目前这些研究都是通过测量悬臂梁表面的应变,然后通过计算求得悬臂梁垂直变形,即悬臂梁端部垂直位移。这种“位移传感器”不是真正意思上的位移传感器,目前这种传感器在实际工程已取得了应用,国内亦具有商品化产品。
  (4)光纤光栅压力传感器及其原理 对拉力或压力的监测也是监测的一部分重要内容,如桥梁结构的拉索的整体索力、高纬度海洋平台的冰压力,以及道路的土壤压力,水压力等。哈工大欧进萍等人相继开发出了光纤光栅拉索压力环和光纤光栅冰压力传感器,英国海军研究中心开发了光纤光栅土壤压力传感器,用以监测公路内部的荷载情况。并且各国相继开始光纤光栅油气井压力传感器的研究工作。
  除以上介绍的光纤光栅传感器外,光纤光栅研究人员和传感器设计人员基于光纤光栅的传感原理,还设计出光纤光栅伸长计,光纤光栅曲率计,光纤光栅 湿度计 ,以及光纤光栅倾角仪,光纤光栅连通管等。此外,人们还通过光纤光栅应变传感器制成用于测量公路运输情况的运输计、用于测量公路施工过程中沥青应变的应变计等。  
  (二)光纤光栅传感器的特点
  (1)抗电磁干扰:一般电磁辐射的频率比光波低许多,所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。
  (2)电绝缘性能好,安全可靠:光纤本身是由电介质构成的,而且无需电源驱动,因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。
  (3)耐腐蚀,化学性能稳定:由于制作光纤的材料一石英具有极高的化学稳定性,因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。
  (4)体积小、重量轻,几何形状可塑。
  (5)传输损耗小:可实现远距离遥控监测。
  (6)传输容量大:可实现多点分布式测量。
  (7)测量范围广:可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、 电压、液位、液体浓度、成分等。
  (三)光纤光栅传感器的应用 自从1989年美国的Morey等人首次进行光纤光栅的应变与温度传感器研究以来,世界各国都对其十分关注并开展了广泛的应用研究,在短短的10多年时间里光纤光栅己成为传感领域发展最快的技术,并在很多领域取得了成功的应用,如航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等领域。 光纤光栅传感器作为光纤传感器的一种,在传感器领域保持着良好的发展势头,通过以上关于光纤光栅传感器的说明,希望对大家工作学习有所帮助。

光纤光栅传感器:光纤光栅传感器

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
光纤光栅传感器
语音
编辑
锁定
讨论
上传视频
上传视频
本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目
审核

光纤光栅传感器(Fiber Grating Sensor )属于光纤传感器的一种,基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。
中文名
光纤光栅传感器
外文名
Fiber Grating Sensor
类 别
光纤传感器
类 型
波长调制型光纤传感器
分 类
温度传感器、加速度传感器等
学 科
电子工程、物理
目录
1
简介
2
分类
?
应变
?
温度
?
位移
?
加速度计
?
压力
3
特点
4
应用
光纤光栅传感器简介
编辑
语音
光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感,即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动,使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。因此,解决交叉敏感问题,实现温度和应力的区分测量是传感器实用化的前提。通过一定的技术来测定应力和温度变化来实现对温度和应力区分测量。这些技术的基本原理都是利用两根或者两段具有不同温度和应变响应灵敏度的光纤光栅构成双光栅温度与应变传感器,通过确定2个光纤光栅的温度与应变响应灵敏度系数,利用2个二元一次方程解出温度与应变。区分测量技术大体可分为两类,即多光纤光栅测量和单光纤光栅测量。多光纤光栅测量主要包括混合FBG/长周期光栅(long period grating)法、双周期光纤光栅法、光纤光栅/F-P腔集成复用法、双FBG重叠写入法。各种方法各有优缺点。FBG/LPG法解调简单,但很难保证测量的是同一点,精度为9×10-6,1.5℃。双周期光纤光栅法能保证测量位置,提高了测量精度,但光栅强度低,信号解调困难。光纤光栅/F-P腔集成复用法传感器温度稳定性好、体积小、测量精度高,精度可达20×10-6,1℃,但F-P的腔长调节困难,信号解调复杂。双FBG重叠写入法精度较高,但是,光栅写入困难,信号解调也比较复杂。单光纤光栅测量主要包括用不同聚合物材料封装单光纤光栅法、利用不同的FBG组合和预制应变法等。用聚合物材料封装单光纤光栅法是利用某些有机物对温度和应力的响应不同增加光纤光栅对温度或应力灵敏度,克服交叉敏感效应。这种方法的制作简单,但选择聚合物材料困难。利用不同的FBG组合法是把光栅写于不同折射率和温度敏感性或不同温度响应灵敏度和掺杂材料浓度的2种光纤的连接处,利用不同的折射率和温度灵敏性不同实现区分测量。这种方法解调简单,且解调为波长编码避免了应力集中,但具有损耗大、熔接处易断裂、测量范围偏小等问题。预制应变法是首先给光纤光栅施加一定的预应变,在预应变的情况下将光纤光栅的一部分牢固地粘贴在悬臂梁上。应力释放后,未粘贴部分的光纤光栅形变恢复,其中心反射波长不变;而粘贴在悬臂梁上的部分形变不能恢复,从而导致了这部分光纤光栅的中心反射波长改变,因此,这个光纤光栅有2个反射峰,一个反射峰(粘贴在悬臂梁上的部分)对应变和温度都敏感;另一个反射峰(未粘贴部分)只对温度敏感,通过测量这2个反射峰的波长漂移可以同时测量温度和应变。
[1]
光纤光栅传感器分类
编辑
语音
这些传感器主要包括光纤光栅应变传感器、温度传感器、加速度传感器、位移传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。
光纤光栅传感器应变
此种传感器是在工程领域中应用最广泛,技术最成熟的光纤传感器。应变直接影响光纤光栅的波长漂移,在工作环境较好或是待测结构要求精小传感器的情况下,人们将裸光纤光栅作为应变传感器直接粘贴在待测结构的表面或者是埋设在结构的内部。由于光纤光栅比较脆弱,在恶劣工作环境中非常容易破坏,因而需要对其进行封装后才能使用。目前常用的封装方式主要有基片式、管式和基于管式的两端夹持式。
[1]
光纤光栅传感器温度
温度是国际单位制给出的基本物理量之一,是工农业生产和科学实验中需要经常测量和控制的主要参数,同时也是与人们日常生活密切相关的一个重要物理量。目前,比较常用的电类温度传感器主要是热电偶温度传感器和热敏电阻温度传感器。光纤温度传感与传统的传感器相比有很多优点,如灵敏度高,体积小,耐腐蚀,抗电磁辐射,光路可弯曲,便于遥测等。基于光纤光栅技术的温度传感器,采用波长编码技术,消除了光源功率波动及系统损耗的影响,适用于长期监测;而且多个光纤光栅组成的温度传感系统,采用一根光缆,可实现准分布式测量。温度也是直接影响光纤光栅波长变化的因素,人们常常直接将裸光纤光栅作为温度传感器直接应用。同光纤光栅应变传感器一样,光纤光栅温度传感器也需要进行封装,封装技术的主要作用是保护和增敏,人们希望光纤光栅能够具有较强的机械强度和较长的寿命,与此同时,还希望能在光纤传感中通过适当的封装技术提高光纤光栅对温度的响应灵敏度。普通的光纤光栅其温度灵敏度只有0.010 nm/℃左右,这样对于工作波长在1550nm的光纤光栅来说,测量100℃的温度范围波长变化仅为lnm。应用分辨率为lpm的解码仪进行解调可获得很高的温度分辨率,而如果因为设备的限制,采用分辨率为0. 06nm的光谱分析仪进行测量,其分辨率仅为6度,远远不能满足实际测量的需要。目前常用的封装方式有基片式、管式和聚合物封装方式等。
[2]
光纤光栅传感器位移
研究人员开展了应用光纤光栅进行位移测量的研究,目前这些研究都是通过测量悬臂梁表面的应变,然后通过计算求得悬臂梁垂直变形,即悬臂梁端部垂直位移。这种“位移传感器”不是真正意思上的位移传感器,目前这种传感器在实际工程已取得了应用,国内亦具有商品化产品。
[2]
光纤光栅传感器加速度计
1996年,美国的Berkoff等人利用光纤光栅的压力效应设计了光纤光栅振动加速度计。转换器由质量板、基板和复合材料组成,质量板和基板都是6mm厚的铝板,基板作为刚性板起支撑作用,中间为8mm厚的复合材料夹在两铝板中间起弹簧的作用。在质量块的惯性力作用下,埋在复合材料中的光纤光栅受到横向力作用产生应变,从而导致光纤光栅的布拉格波长变化。采用非平衡M-Z干涉仪对光纤光栅的应变与加速度间的关系进行解调.1998年,Todd采用双挠性梁作为转换器设计了光栅加速度计。加速度传感器由两个矩形梁和一个质量块组成,质量块通过点接触焊接在两平行梁中间,光纤光栅贴在第二个矩形梁的下表面。在传感器受到振动时,在惯性力的作用下,质量块带动两个矩形梁振动使其产生应变,传递给光纤光栅引起波长移动。这种传感器也在国内已经有了商品化的产品。
[2]
光纤光栅传感器压力
对拉力或压力的监测也是监测的一部分重要内容,如桥梁结构的拉索的整体索力、高纬度海洋平台的冰压力,以及道路的土壤压力,水压力等。哈工大欧进萍等人相继开发出了光纤光栅拉索压力环和光纤光栅冰压力传感器,英国海军研究中心开发了光纤光栅土壤压力传感器,用以监测公路内部的荷载情况。并且各国相继开始光纤光栅油气井压力传感器的研究工作。除以上介绍的光纤光栅传感器外,光纤光栅研究人员和传感器设计人员基于光纤光栅的传感原理,还设计出光纤光栅伸长计,光纤光栅曲率计,光纤光栅湿度计,以及光纤光栅倾角仪,光纤光栅连通管等。此外,人们还通过光纤光栅应变传感器制成用于测量公路运输情况的运输计、用于测量公路施工过程中沥青应变的应变计等。
[2]
光纤光栅传感器特点
编辑
语音
1、抗电磁干扰:一般电磁辐射的频率比光波低许多,所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。2、电绝缘性能好,安全可靠:光纤本身是由电介质构成的,而且无需电源驱动,因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。3、耐腐蚀,化学性能稳定:由于制作光纤的材料一石英具有极高的化学稳定性,因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。4、体积小、重量轻,几何形状可塑。5、传输损耗小:可实现远距离遥控监测。6、传输容量大:可实现多点分布式测量。7、测量范围广:可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、 电压、液位、液体浓度、成分等。
[2]
光纤光栅传感器应用
编辑
语音
自从1989年美国的Morey等人首次进行光纤光栅的应变与温度传感器研究以来,世界各国都对其十分关注并开展了广泛的应用研究,在短短的10多年时间里光纤光栅己成为传感领域发展最快的技术,并在很多领域取得了成功的应用,如航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等领域。1、土木及水利工程中的应用土木工程中的结构监测是光纤光栅传感器应用最活跃的领域。力学参量的测量对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等的维护和健康状况监测是非常重要的.通过测量上述结构的应变分布,可以预知结构局部的载荷及健康状况.。光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中,对结构同时进行健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等,以监视结构的缺陷情况.。另外,多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络,对结构进行准分布式检测,可以用计算机对传感信号进行远程控制。2、在桥梁安全监测中的应用目前, 应用光纤光栅传感器最多的领域当数桥梁的安全监测。斜拉桥斜拉索、悬索桥主缆及吊杆和系杆拱桥系杆等是这些桥梁体系的关键受力构件,其他土木工程结构的预应力锚固体系,如结构加固采用的锚索、锚杆也是关键的受力构件。上述受力构件的受力大小及分布变化最直接地反映结构的健康状况,因此对这些构件的受力状况监测及在此基础上的安全分析评估具有重大意义。加拿大卡尔加里附近的Beddington Trail 大桥是最早使用光纤光栅传感器进行测量的桥梁之一(1993 年), 16 个光纤光栅传感器贴在预应力混凝土支撑的钢增强杆和炭纤复合材料筋上,对桥梁结构进行长期监测, 而这在以前被认为是不可能。德国德累斯顿附近A 4 高速公路上有一座跨度72 m的预应力混凝土桥, 德累斯顿大学的Meis-sner 等人将布拉格光栅埋入桥的混凝土棱柱中, 测量荷载下的基本线性响应, 并且用常规的应变测量仪器作了对比试验, 证实了光纤光栅传感器的应用可行性。瑞士应力分析实验室和美国海军研究实验室, 在瑞士洛桑附近的V aux 箱形梁高架桥的建造过程中, 使用了32个光纤光栅传感器对箱形梁被推拉时的准静态应变进行了监测, 32个光纤光栅分布于箱形梁的不同位置、用扫描法- 泊系统进行信号解调。2003年6月,同济大学桥梁系史家均老师主持的卢浦大桥健康检测项目中,采用了上海紫珊光电的光纤光栅传感器,用于检测大桥在各种情况下的应力应变和温度变化情况。施工情况:整个检测项目的实施主要包括传感器布设、数据测量和数据分析三大步。在卢浦大桥选定的端面上布设了8个光纤光栅应变传感器和4个光纤光栅温度传感器,其中8个光纤光栅应变传感器串接为1路,4个温度传感器串接为1路,然后通过光纤传输到桥管所,实现大桥的集中管理。数据测量的周期根据业主的要求来确定,通过在桥面加载的方式,利用光纤光栅传感网络分析仪,完成桥梁的动态应变测试。3、在混凝土梁应变监测中的应用1989年,美国Brown University 的Mendez 等人首先提出把光纤传感器埋入混凝土建筑和结构中, 并描述了实际应用中这一研究领域的一些基本设想。此后, 美国、英国、加拿大、日本等国家的大学、研究机构投入了很大力量研究光纤传感器在智能混凝土结构中的应用。在混凝土结构浇注时所遇到的一个非常棘手的问题是: 如何才能在混凝土浇捣时避免破坏传感器及光缆。光纤Bragg光栅通常写于普通单模通讯光纤上, 其质地脆, 易断裂, 为适应土木工程施工粗放性的特点, 在将其作为传感器测量建筑结构应变时,应采取适当保护措施。一种可行的方案是:在钢筋笼中布置好混凝土应变传感器的光纤线路后, 将混凝土应变传感器用铁丝等按照预定位置固定在钢筋笼中, 然后将中间段用纱布缠绕并用胶带固定。而对粘贴式钢筋应变传感器一般则用外涂胶层进行保护。4、在水位遥测中的应用在光纤光栅技术平台上研制出的高精度光学水位传感器专门用于江河、湖泊以及排污系统水位的测量。传感器的精度可以到达±0.1%F·S。光纤安装在传感器内部,由于光纤纤芯折射率的周期性变化形成了FBG,并反射符合布拉格条件的某一波长的光信号。当FBG与弹性膜片或其它设备连接在一起时,水位的变化会拉伸或压缩FBG。而且,反射波长会随着折射率周期性变化而发生变化。那么,根据反射波长的偏移就可以监测出水位的变化。5、在公路健康检测中的应用公路健康监测必要性:交通是与人们息息相关的事情,同样也是制约城市发展的主要因素,可以说交通的好坏可以直接决定一个城市的发展命运。每年国家都要投入大量资金用在公路修建以及维护上,其中维护费用占据了很大一部分。即便是这样,每年仍然有大量公路遭到破坏,公路的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。而破坏一般都是因为汽车超载,超速以及自然原因引起的,并且也和公路修建的质量有很大关系。所以在公路施工过程以及使用过程中进行健康检测是非常有必要的。现在的公路一般分三层进行施工,分为底基层、普通层和沥青层,在施工过程中埋入温度以及应变传感器可以及时得到温度以及应变的变化情况,对公路质量进行实时监控。详细了解施工材料的特点以及影响施工质量的因素。
[1]
词条图册
更多图册
解读词条背后的知识
光纤光栅和光纤的保护
光纤光栅传感器,光纤传感器专家
初相识,北诺毛细系列无缝钢管光纤光栅传感器
在上一篇文章《光纤光栅传感器技术难点与大成永盛解决方案》中,我们针对光纤光栅传感器固有的缺点和技术难点给出了大成永盛的解决方案。我们也在北京大成永盛科技有限公司的官网上给出了我们的产品介绍,我们认为,大成永盛所生产的北诺毛细系列无缝钢管光纤光栅传感器由于采用了更新的材料和结...
2019-05-290
光纤光栅和光纤的保护
光纤光栅传感器,光纤传感器专家
光纤光栅传感器技术难点与大成永盛解决方案
在上一篇《北诺毛细光纤光栅传感器基本原理之二,光纤光栅传感原理》文章中,我们了解到,光纤光栅传感器能够直接测量的基本物理量包括了应力、应变和温度,其根本原因在于传感器中的光纤光栅栅距(光栅周期)和三个基本物理参量有直接的联系,分别是力(拉力压力)、长度(变长变短)和温度(受...
2019-05-270
光纤光栅和光纤的保护
光纤光栅传感器,光纤传感器专家
北诺毛细光纤光栅传感器基本原理之二,光纤光栅传感原理
在上一篇《北诺毛细光纤光栅传感器基本原理之一,波的反射与叠加》文章中,我们通过声波来类比光波,给出了大家了解北京大成永盛科技有限公司生产的北诺毛细系列无缝钢管光纤光栅传感器基本原理所需的前置知识——波的反射与叠加(干涉)。今天我们将以此为基础,介绍光纤光栅传感器的基本原理。...
2019-05-230
凯哥说光传感
光纤光栅传感,光纤传感知识介绍。
一种坚固耐用的新型光纤光栅传感器
一种新型光纤光栅传感器在北京大成永盛科技有限公司诞生了,采用不锈钢管封装,体积小,常用直径0.9mm等。测温准确,精度可达0.1摄氏度。该温度传感器可以露天放置在户外,坚固耐用,耐水防潮,耐油,耐腐蚀,耐高温,阻燃,抗电磁干扰能力强。该系列温度传感器机械特性非常好,高抗压,...
2019-07-090
凯哥说光传感
光纤光栅传感,光纤传感知识介绍。
光纤光栅传感器在电机测温上的应用
一家生产氧气氮气的工厂,工业流程比较完备,相关仪表信号均接入DCS系统。但电气设备本身监测还依靠传统手段,其中一台130kw冷却水循环泵电机轴温靠传统温度计测量,采用值班人员到现场读取的方式进行温度记录,自动化程度较低,响应速度非常慢,突发故障时,容易造成巨大损失。拟改造为...
2019-07-020
参考资料
1.

贾宏志. 光纤光栅传感器的理论和技术研究[D].中国科学院西安光学精密机械研究所,2001.
2.

李科. 光纤光栅传感器的研究[D].太原科技大学,2008.
光纤光栅传感器:什么是光栅传感器?光栅传感器的结构原理及应用  第3张

光纤光栅传感器:光纤光栅传感器的工作原理是什么?

光纤传感器的工作原理及构成

? 光纤传感器原理: ? ? ? ?光纤传感器由光源、入射光纤、出射光纤、光调制器、光探测器以及解调制器组成。其基本原理是将光源的光经入射光纤送人调制区,光在调制区内与外界被测参数相互作用,使光的

2021-08-03 16:36:09

压力传感器是什么,它的工作原理是什么

压力传感器是传感器类型之一,对于压力传感器,它的作用机制无疑是同所受的压力有所关系。 那么压力传感器的工作原理是什么呢?下面就为大家介绍: 1、压阻式压力传感器 电阻应变片是压阻式应变传感器的主要

2021-06-18 17:12:01

光电传感器和光纤传感器的区别是什么

:光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。 光纤传感器:光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可

2021-06-13 10:41:00

光纤布拉格光栅传感器(FBGS)的组成及其解调系统的设计

光纤布拉格光栅传感器(FBGS)是用光纤布拉格光栅(FBG)作敏感元件的功能型光纤传感器,可用于直接检测温度和应变,以及与温度和应变有关的其他许多物理量和化学量的间接测量。在光纤布拉格光栅传感器的

资料下载
2017-11-14 14:22:57

布拉格光纤光栅传感器的原理及其技术特征

一种波长调制型光纤传感器。 当今光纤光栅传感网络是集信号传感和传输双重作用于一体的网络结构形式,多个传感器需要按照一定的网络拓扑结构组合在一起,并通过同一个光电终端来控制和协调工作,从而实现多个传感信号的探

资料下载
2017-11-03 16:01:01

基片式光纤光栅传感器应变传递分析与试验_陈昊

基片式光纤光栅传感器应变传递分析与试验_陈昊

资料下载

#Freedom 2017-03-19 19:07:04

光纤Bragg光栅可变灵敏度液位传感器设计_李凯

光纤Bragg光栅可变灵敏度液位传感器设计_李凯

资料下载

#Freedom 2017-03-19 19:04:39

光纤Bragg光栅传感器在变压器油温检测中的应用_徐智超

光纤Bragg光栅传感器在变压器油温检测中的应用_徐智超

资料下载

#Freedom 2017-03-19 19:04:39

浅谈管式光纤光栅温度传感器封装与传感特性研究

介绍了两种管式光纤光栅温度传感器的金属型封装方案,对其温度传感特性进行了实验研究与分析。使用外径5 mm、内

2021-04-15 11:08:00

反射式光纤位移传感器的原理

反射式光纤位移传感器是非功能型光纤传感器,其工作原理是光纤采用Y形结构,两束光纤的一端分为两支,分别是光源光纤和接收光纤,而另一端合并在一起组成光纤探头。

2021-02-15 17:23:00

光纤传感器和光电传感器的区别是什么

光纤传感器和光电传感器作为两种典型的传感器,其在生产测量当中的应用都是比较广泛的,那么两者究竟有什么区别呢?接下来就从原理及应用两方面对二者的区别进行逐一的分析。

2021-01-08 09:25:41

光纤传感器与光电传感器之间的区别是什么

光纤传感器是一种放大器分离型的光电传感器,光纤传感器中也有对射型、回归反射型和扩散反射型。光纤传感器的功能与光电传感器有些类似,均可远距离检测物体是否存在。不同的是,光纤传感器的体型较光电传感器小

2020-12-16 14:38:01

光纤光栅传感器的优点

光纤光栅传感器(FiberGratingSensor)属于光纤传感器的一种,基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。

2020-12-01 10:43:07

光栅传感器的特点是什么

随着社会科技的发展,新技术逐渐运用于社会生活的方方面面,智能信息时代的到来使得生活日益丰富多彩,光栅作为一项新的投影技术,利用折射原理及视觉效果,逐渐取代旧式投影,快速运用于多媒体软件设计,成为现代动画产业新宠,光栅传感器也在特殊场合发挥着安全检测的作用!

2020-06-17 09:20:26

采用双CPU的单片机实现光纤光栅传感器解调系统的设计

光纤光栅传感器的应用是一个方兴未艾的领域,有着非常广阔的发展前景。目前限制光纤光栅传感器大量实际应用的最主要障碍就是传感信号的解调。光纤光栅传感解调方法有许多,但是能够实际应用的解调产品并不多,而且

2020-04-29 07:55:00

光纤光栅传感器的分类_光纤光栅传感器的特点

光纤光栅传感器属于光纤传感器的一种,该光纤传感器主要是基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格(Bragg)波长的调制来获取传感信息,是一种波长调制型光纤传感器。下面我们就光纤光栅传感器的原理及应用等方面来向大家作介绍。

2020-02-23 06:03:00

光栅传感器的原理说明

一般的对于光栅传感器来说,它是一种利用光栅叠栅的条纹原理,对其进行测量位置移动的传感器类型。相对于光栅的定义,我们具体的可以解释成在长条形光学玻璃上进行密集相同距离的平行刻线,具体的密度可以达到每毫米出现10到100个线。那么对于这类光栅传感器的工作原理到底是怎么样的呢?下面就让小编来为大家解释。

2020-02-23 05:24:00

光栅式传感器工作原理_光栅式传感器的应用

本文主要介绍了光栅式传感器工作原理及光栅式传感器的应用。

2019-11-11 14:41:32

光栅传感器基本原理_光栅传感器应用场合

光栅式传感器(optical grating transducer)指采用光栅叠栅条纹原理测量位移的传感器。光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线密度为 10~100线/毫米。由

2019-11-08 14:27:44

光纤布拉格光栅FBS传感器的工作原理解析

从基本原理来看,光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性,比如强度、相位、偏振状态以及频率等。非固有型 (混合型) 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质,而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。

2019-09-23 15:13:17

光纤布拉格光栅传感器的特点以及工作原理解析

从基本原理来看,光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性,比如强度、相位、偏振状态以及频率等。非固有型 (混合型) 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质,而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。

2019-08-26 08:49:26

光纤布拉格光栅传感器的工作原理解析

从基本原理来看,光纤传感器会根据所测试的外部环境参数的变化来改变其传播的光波的一个或几个属性,比如强度、相位、偏振状态以及频率等。非固有型 (混合型) 光纤传感器仅仅将光纤作为光波在设备与传感元件之间的传输介质,而固有型光纤传感器则将光纤本身作为传感元件使用。

2019-08-19 14:02:46

光纤光栅传感器在面板坝工程安全监测中的应用

本文采用的是武汉理工大学光纤传感技术中心生产的光纤Bragg光栅应变传感器。接头采用通用的光纤FC/APC跳线头。Bragg中心波长识别系统采用美国Micron Optics公司生产的FBG-IS

2019-06-27 09:01:19

光纤光栅定义及分类!光纤光栅传感器的工作原理

对于一定长度的均匀光纤Bragg光栅,其反射谱中主峰的两侧伴随有一系列的侧峰,一般称这些侧峰为光栅的边模。如将光栅应用于一些对边模的抑制比要求较高的器件如密集波分复用器,这些侧峰的存在是一个不良的因素,它严重影响器件的信道隔离度。

2019-04-16 14:44:47

光纤传感器的工作原理

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器,在调制器内与外界被测参数的相互作用, 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化,成为被调制的光信号,再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

2018-09-30 16:48:06

光纤光栅传感器有哪些功能型封装?

经过近十几年来的研究,光纤光栅的传感机理己基本探明,用于测量各种物理量的多种结构光纤光栅传感器己被制作出来。目前,光纤光栅传感器可以检测的物理量包括温度、应变、应力、位移、压强、扭角、扭知(扭应力)、加速度、电流、电压、磁场、频率及浓度等。

2018-08-23 14:54:35

光纤光栅传感系统的详细介绍

,光纤光栅的制造技术不断完善,人们对光纤光栅在光传感方面的研究变得更为广泛和深入。光纤光栅传感器具有一般传感器抗电磁干扰、灵敏度高、尺寸小、重量轻、成本低,适于在高温、腐蚀性等环境中使用的优点外,还具有本

2018-06-10 08:53:00

光纤传感器的应用场景

光纤传感器与测量技术是当今传感器技术领域新的发展引应用,其测量用的光纤传感器有很多种类,有很多种工作方式。国内市场上光纤传感器应用主要在以下四种:光纤陀螺、光纤光栅传感器、光纤电流传感器和光纤水听器。下面对这四种产品分别介绍一下。
光纤传感器应用种类

2018-03-06 11:00:06

光栅尺是什么_光栅尺的工作原理

光栅尺,也称为光栅尺位移传感器或光栅尺传感器,是通过利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。

2017-12-12 18:51:52

光纤光栅传感器原理内容详解

光纤光栅的种类很多,主要分两大类:一是Bragg光栅(也称为反射或短周期光栅);二是透射光栅(也称为长周期光栅)。光纤光栅从结构上可分为周期性结构和非周期性结构,从功能上还可分为滤波型光栅和色散补偿型光栅,色散补偿型光栅是非周期光栅,又称为啁啾光栅(chirp光栅)。

2017-09-28 15:38:56

加载更多

您可能感兴趣的文章

本文地址:https://www.ceomba.cn/2253.html
文章标签: ,  
版权声明:本文为原创文章,版权归 ceomba 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

文件下载

老薛主机终身7折优惠码boke112

上一篇:
下一篇:

评论已关闭!