什么是光纖光柵？

更新時(shí)間：2024-05-14

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FBG是通過(guò)用激光照射光纖內(nèi)部而形成的衍射光柵。

光纖布拉格光柵的縮寫(xiě)，安裝在光纖的核心內(nèi)。FBG是一種衍射光柵，僅反射在光纖內(nèi)傳播的各種波長(zhǎng)的光中與FBG條紋的周期（折射率）相匹配的光的波長(zhǎng)。

這些條紋的周期由于施加壓力引起的應(yīng)變以及溫度引起的膨脹和收縮而變化。反射光的波長(zhǎng)也相應(yīng)變化，因此與詢(xún)問(wèn)器一起使用時(shí)，可以用作傳感器來(lái)測(cè)量壓力、應(yīng)變、溫度等。

光纖光柵的應(yīng)用

FBG 在高溫、低溫、高輻射、高真空等惡劣測(cè)量環(huán)境下極其有效。具體使用示例包括高壓發(fā)電機(jī)中的振動(dòng)和溫度管理以及變壓器中高溫區(qū)域的監(jiān)控。FBG 是傳統(tǒng)傳感器技術(shù)不適用的測(cè)量環(huán)境中的有效替代方案。

其他應(yīng)用包括風(fēng)力渦輪機(jī)中的葉片監(jiān)測(cè)、飛機(jī)油箱中的負(fù)載監(jiān)測(cè)、核反應(yīng)堆中的應(yīng)變監(jiān)測(cè)以及航天器監(jiān)測(cè)。即使需要大量傳感器或需要超長(zhǎng)距離安裝，也可以使用 FBG 進(jìn)行測(cè)量。

光纖光柵原理

FBG 傳感器通過(guò)測(cè)量光來(lái)測(cè)量和量化由溫度和壓力引起的應(yīng)變變化。這些參數(shù)是通過(guò)獲取反射光并測(cè)量其特性來(lái)計(jì)算的。通過(guò)重新計(jì)算從光獲得的數(shù)據(jù)，可以檢測(cè)有關(guān)溫度、應(yīng)變和壓力的信息。FBG 作為直接元件直接檢測(cè)應(yīng)變和溫度。

請(qǐng)注意，F(xiàn)BG 與詢(xún)問(wèn)器結(jié)合使用。詢(xún)問(wèn)器測(cè)量反射光的波長(zhǎng)強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)值。它是一種根據(jù)獲得的波長(zhǎng)信息使用預(yù)定系數(shù)計(jì)算溫度、應(yīng)變和壓力的機(jī)制。

這樣，最終可以推導(dǎo)出溫度、應(yīng)變和壓力，但作為檢測(cè)元件的FBG直接獲得的參數(shù)是反射光的波長(zhǎng)。

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