电工优优今天要和大家分享的光纤光栅传感器原理及应用相关信息，接下来我将从光纤传感器原理,光纤光栅传感器原理及应用,光纤光栅传感器原理这几个方面来介绍。
光纤光栅传感器原理
作用于光纤光栅的被测物理量(如温度、应力等)发生变化时，会引起n和A的相应改变，从而导致λB的漂移；反过来，通过检测λB的漂移。也可得知被测物理量的信息。Bragg光纤光栅传感器的研究主要集中在温度和应力的准分布式测量上。
利用磁场诱导的左右旋极化波的折射率变化的不同，可实现对磁场的直接测量。如通过在光栅上涂敷特定的功能材料(如压电材料)，可实现对电场等物理量的间接测量。
分布式光纤光栅传感系统目前，除光纤光栅型传感器的原理性研究之外，分布式光纤传感系统也是一个重要的研究重点。分布式FBG传感系统是在一根光纤中串接多个FBG传感器，每个光栅的工作波长相互分开，在经过3 dB耦合器取出反射后，再用波长探测解调系统同时对多个光栅的波长偏移进行测量，从而检测出相应被测量的大小和空间分布。
分布式光纤传感系统是一种传感器网络，它可以从整体上对被测对象的有关物理量的变化时间、位置进行监控。通过对分布式光纤传感器、执行结构、信号处理系统、传输系统和控制系统的结合，可形成一个智能结构。目前，分布式光纤传感系统通常有拉曼型、布里渊型和FBG型三种类型。
光纤光栅传感器应用由于光纤光栅传感器具备许多不可替代的优越性，因此，自G．Meltz等人首次报道将光纤布拉格光栅应用于传感器以来，已经在生物医学、桥梁、大坝智能材料、航空航天、民用工程结构等许多领域得到了广泛的应用。
生物医学应用
光纤相干层析成像技术(OCT)主要应用于生物、医学、化学分析等领域，如视网膜扫描、胃肠内视以及用于实现彩色多普勒(CDOCT)血流成像等。OCT为生物细胞和机体的活性检测提供了一种有效的方式，因此，世界上有许多国家都开发出相应的产品。德国的科学家近期推出了一台可用作皮肤癌诊断的OCT设备。此外，利用OCT可以实现深度测量(～1mm)的优势，并已有实例应用于对生长中的细胞进行观察和监测。
智能桥梁建筑材料应用
智能材料是指将敏感元件嵌入被测构件机体和材料中，从而在构件或材料常规工作的同时实现对其安全运转、以及故障的实时监控。将光纤应用于桥梁测试中，可实现对桥梁钢索的索力及预应力连续混凝土梁内部应力、应变特性的测量和测控，从而构成智能桥梁。加拿大的Rotest公司基于fabry-Perot白光干涉原理研制的光纤传感器具有很高的精度和重复性，可安装在材料或建筑物表面或埋入内部，对应变、位移、裂缝、空隙压力等进行监测；我国的缪延彪教授建立了一种新的波长干涉仪试验系统，该系统可实现较大范围的绝对距离测量。
航天航空导航系统应用
上世纪90年代，Vali和Shorthill首次提出并实验验证了I-FOG原理，同时通过采用消偏结构、3轴I-FOG、EDFA光源等新型光纤器件和技术，可使光纤光栅传感器具有成本低、体积小、重量轻和性能高等优势，故在航天及军事领域获得了广泛的应用。例如，汉普顿大学和NASA兰利研究中心。利用光纤光栅温度／剪切应力传感器，来分辨温度和剪切应力引起的布拉格波长偏移，从而广泛应用于空气动力学设备。
工矿企业系统
基于光纤的弹光效应，FBG器件的应力传感器已被广泛应用于应力监测中。在许多特殊场合，如核工业、化工、石油钻探等都应用了监测传感系统。据报道，2001年，美国CiDRA公司采用光纤布拉格光栅传感器在加利福尼亚的Baker油田进行了压力测试，测程为0～103 MPa，准确度为±41．3 kPa，分辨率为2．06 kPa，可见其具有非常高的精度。法国Alstom公司铁路部的Transport S．A．领导研制了一种安装有FBG的智能型新型复合材料的转向架。
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