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光纤光栅压力传感器的结构及原理,分类和特点介绍

来源:华强商城 发布时间:2020-06-18

摘要: 光纤光栅压力传感器能够克服电类压力传感器的应用局限性,具有本质安全防爆,耐腐蚀,抗电磁干扰,信号传输距离远,复用能力强,易于实现液体或气体压力的多点分布式测量和远程在线监测等优点,在石油,化工,水利,机械等领域具有广泛的应用前景。

光纤光栅压力传感器能够克服电类压力传感器的应用局限性,具有本质安全防爆,耐腐蚀,抗电磁干扰,信号传输距离远,复用能力强,易于实现液体或气体压力的多点分布式测量和远程在线监测等优点,在石油,化工,水利,机械等领域具有广泛的应用前景。

 光纤光栅压力传感器



 光纤光栅压力传感器的结构


它是利用光纤材料的光折变效应,用紫外激光向光纤纤芯内由侧面写入,形成折射率周期变化的光栅结构,这种光栅称之为布喇格Bragg光纤光栅



光纤光栅压力传感器的原理


根据光纤光栅的耦合模理论,当艺术宽带光入社到光纤光栅中时,折射率的周期性结构使得某特定波长的宽带光被反射,反射光的波长满足Bragg散射条件 λb=2NeffΛ

光纤光栅压力传感器的原理

其中:λb为Bragg波长,即反射光的中心波长;Λ为光栅周期;Neff为光纤光栅的有效折射率


由上式可知,光纤光栅反射光的中心波长主要取决于光栅周期*和有效折射率Neff。


当光纤光栅感受到外接环境温度T或应变ε发生变化时,会引起光栅周期和有效折射率的变化,从而引起反射光波长的便宜。


因此,通过检测光纤光栅反射光波长的变化,即可获知外接温度或应变信息,这就是光纤光栅传感器的基本原理。



光纤光栅压力传感器的分类


根据实际压力测量的需要,光纤光栅压力传感器可分为:弹簧管式光纤光栅压力传感器,膜片式光纤光栅压力传感器



光纤光栅压力传感器的特点


结构简单,容易加工生产

传感器间易于传戒,方便服用

具有温度补偿功能,测量结果不受温度影响

稳定性好,可靠性好


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