光纖光柵傳感器原理ppt課件

1、光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器簡介簡介武漢欣茂隆科技有限公司光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理涂覆層涂覆層250um 纖芯纖芯9um 包層包層125um 1 1、光纖是由外徑、光纖是由外徑125um125um的包層和直徑的包層和直徑9um9um的纖芯組成的的纖芯組成的 圓柱形細絲圓柱形細絲2 2、纖芯由石英制成，光在纖芯內(nèi)傳輸、纖芯由石英制成，光在纖芯內(nèi)傳輸3 3、250um250um涂敷層保護光纖并增強光纖的機械性能涂敷層保護光纖并增強光纖的機械性能光纖光纖光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵光纖光柵1 1、在光纖上用紫外光刻寫光柵，、在光纖上用紫外光刻寫光柵，10mm10mm的光纖光柵包含

2、了的光纖光柵包含了 10000 10000個在纖芯中規(guī)則分布的微小的反射鏡面?zhèn)€在纖芯中規(guī)則分布的微小的反射鏡面2 2、溫度、溫度/ /應(yīng)變等物理量的變化與所導(dǎo)致的柵距變化呈線應(yīng)變等物理量的變化與所導(dǎo)致的柵距變化呈線 性，光柵反射波長隨柵距變化而線性變化；性，光柵反射波長隨柵距變化而線性變化； 中心波長中心波長反射光譜反射光譜光纖光柵反射光的中心波長取決于光柵的條紋間距光纖光柵反射光的中心波長取決于光柵的條紋間距光柵的條紋間距取決于：光柵的條紋間距取決于：施加的應(yīng)變施加的應(yīng)變 溫度溫度 光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理溫度溫度波長漂移波長漂移(nm)透射光譜入射光

3、譜光強光強反射光譜光強光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光在光纖光柵上的傳輸光在光纖光柵上的傳輸1 1、寬帶光進入光纖，經(jīng)過光柵反射回特定波長的光、寬帶光進入光纖，經(jīng)過光柵反射回特定波長的光2 2、通過測量光柵反射波長，換算被測體溫度、通過測量光柵反射波長，換算被測體溫度/ /應(yīng)變等物理量；應(yīng)變等物理量；3 3、光柵的溫度特性為、光柵的溫度特性為10pm/10pm/，應(yīng)變特性為，應(yīng)變特性為1.2pm/1.2pm/微應(yīng)變微應(yīng)變光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理波分復(fù)用技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)1 1、采用波分復(fù)用技術(shù)，可實現(xiàn)一根光纖上串聯(lián)、采用波分復(fù)用技術(shù)，可實現(xiàn)一根光纖上串聯(lián)1818個傳感器；個傳感器；2

4、2、通過對不同波長光柵進行特定封裝，在一根光纖上可實現(xiàn)溫度、應(yīng)變、通過對不同波長光柵進行特定封裝，在一根光纖上可實現(xiàn)溫度、應(yīng)變等多參數(shù)實時測量；等多參數(shù)實時測量；Sensor1Sensor2Sensor3Sensor n123n接頭1接頭2透射光譜透射光譜入射光譜入射光譜反射光譜反射光譜12n3光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理通過將兩端光纖接頭連接到監(jiān)測儀器，即使某傳感器故障，其它通過將兩端光纖接頭連接到監(jiān)測儀器，即使某傳感器故障，其它傳感器依然可以被有效測量傳感器依然可以被有效測量Sensor1Sensor2Sensor3Sensor n12接頭1接頭2連接接

5、頭連接接頭1時的反射光譜時的反射光譜1n33n連接接頭連接接頭2時的反射光譜時的反射光譜光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵解調(diào)分析儀光纖光柵解調(diào)分析儀光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理型型 號：號：WI810AWI810A通道數(shù)：通道數(shù)：8 8測點數(shù)：測點數(shù)：144144精精 度：度：10pm10pm型型 號：號：I1610BLI1610BL通道數(shù)：通道數(shù)：1616測點數(shù)：測點數(shù)：288288精精 度：度：10pm10pm型型 號：號：WI3210BWI3210B通道數(shù)：通道數(shù)：3232測點數(shù)：測點數(shù)：400400精精 度：度：3pm3pm公司研發(fā)的光纖光柵解調(diào)分析公司研發(fā)的光纖光柵解調(diào)分

6、析儀儀光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感原理光纖光柵傳感器光譜圖光纖光柵傳感器光譜圖光纖光柵傳感器的種類光纖光柵傳感器的種類n通過對光柵進行一定的封裝之后，但凡能夠使光纖光通過對光柵進行一定的封裝之后，但凡能夠使光纖光n柵產(chǎn)生軸向形變的物理量，均可通過光纖光柵來測量。柵產(chǎn)生軸向形變的物理量，均可通過光纖光柵來測量。n 溫度溫度n 應(yīng)變壓力）應(yīng)變壓力）n 位移位移n 液位液位n 加速度加速度n 彎曲彎曲n 光纖光柵傳感器的種類光纖光柵傳感器的種類光纖光柵傳感器光纖光柵傳感器 利用光纖光柵溫度、應(yīng)變敏感的特性，通過傳感頭的利用光纖光柵溫度、應(yīng)變敏感的特性，通過傳感頭的設(shè)計設(shè)計/ /封裝，可以測量各種物理

7、參數(shù)：封裝，可以測量各種物理參數(shù)： 溫度溫度 應(yīng)變應(yīng)變 壓力壓力 位移位移 液位液位 加速度加速度 氣體含量氣體含量 彎曲彎曲 光纖光柵測量溫度壓力光纖光柵測量溫度壓力溫度、壓力曲線溫度、壓力曲線1 1、材料優(yōu)勢：、材料優(yōu)勢： 傳感器體積小，重量輕傳感器體積小，重量輕 耐化學(xué)腐蝕耐化學(xué)腐蝕 優(yōu)異的耐疲勞特性優(yōu)異的耐疲勞特性 傳感器本質(zhì)防爆傳感器本質(zhì)防爆 適和應(yīng)用于惡劣環(huán)境適和應(yīng)用于惡劣環(huán)境2 2、傳感優(yōu)勢：、傳感優(yōu)勢： 光纖既是傳感器又是信號傳輸媒介，抗強電光纖既是傳感器又是信號傳輸媒介，抗強電磁干擾磁干擾 測點數(shù)多，可串，并聯(lián)組網(wǎng)，可多參數(shù)測量測點數(shù)多，可串，并聯(lián)組網(wǎng)，可多參數(shù)測量 長距離傳

8、輸，可達長距離傳輸，可達40km40km 可靠性高，在某個傳感器失效情況下，其它可靠性高，在某個傳感器失效情況下，其它傳感器數(shù)據(jù)仍可有效測量傳感器數(shù)據(jù)仍可有效測量 光纖光柵傳感器的特點光纖光柵傳感器的特點光纖光柵產(chǎn)品健康安全監(jiān)測應(yīng)用領(lǐng)域光纖光柵產(chǎn)品健康安全監(jiān)測應(yīng)用領(lǐng)域 航空航天增強碳纖維復(fù)合材料健康監(jiān)測，航天航空航天增強碳纖維復(fù)合材料健康監(jiān)測，航天飛機溫度和應(yīng)變監(jiān)測）飛機溫度和應(yīng)變監(jiān)測） 艦船結(jié)構(gòu)健康安全監(jiān)測，纖維增強塑料閘門實艦船結(jié)構(gòu)健康安全監(jiān)測，纖維增強塑料閘門實時監(jiān)測）時監(jiān)測） 土木建筑，橋梁，邊坡，礦井結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測）土木建筑，橋梁，邊坡，礦井結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測） 電力開關(guān)柜、變壓器、電纜溝電

9、力開關(guān)柜、變壓器、電纜溝/ /井安全監(jiān)測）井安全監(jiān)測） 石化油品計量，液位測量，火災(zāi)報警，海洋平石化油品計量，液位測量，火災(zāi)報警，海洋平臺臺/ /油井溫度和壓力油井溫度和壓力/ /應(yīng)變監(jiān)測）應(yīng)變監(jiān)測）光纖光柵傳感器的應(yīng)用光纖光柵傳感器的應(yīng)用土木行業(yè)：水立方健康安全監(jiān)測電力行業(yè)：風(fēng)力發(fā)電葉片健康安全監(jiān)測航空：直升機旋翼健康安全監(jiān)測石化：海洋平臺冰激安全健康監(jiān)測軌道交通：Arbois鐵路地基變形監(jiān)測光纖光柵傳感器的應(yīng)用光纖光柵傳感器的應(yīng)用石化行業(yè)：儲油罐溫度監(jiān)測軌道交通：地鐵健康安全監(jiān)測軌道交通：地鐵健康安全監(jiān)測1 1、直流電源線支架安全監(jiān)測；、直流電源線支架安全監(jiān)測；2 2、隧道壁壓力監(jiān)測、隧道壁壓力監(jiān)測 ；3 3、隧道內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測；、隧道內(nèi)的火災(zāi)監(jiān)測；4 4、高壓動力電纜溫度監(jiān)測、高壓動力電纜溫度監(jiān)測 油田：地下油井健康安全監(jiān)測油田：地下油井健康安全監(jiān)測1 1、壓力監(jiān)測；、壓力監(jiān)測；2 2、溫度監(jiān)測；、溫度監(jiān)測；光纖光柵傳感器的應(yīng)用光纖光柵傳感器的應(yīng)用石化行業(yè)：儲油罐多參數(shù)測量石化行業(yè)：儲油罐多參數(shù)測量1 1、液