Bilden des Faser-Gitter-Sensor-Systems, wobei die drei Arten von verschiedenen Analysen der LED-Lichtquelle Fasergitter-Sensorsystem verwendet, LD, und Erbium dotierte Source Funktion stellen das Funktionsprinzip her Faser-Bragg-Gitter-Sensoren und eine Vielzahl von verschiedenen Temperatur- und Belastungs Das Differenzmessverfahren beschreibt einige häufig verwendete Signaldemodulationsfähigkeiten, wie Filterverfahren, Trocken- und Verfahren und ein einstellbares Schmalbandlichtquellenverfahren.Schließlich wird vorgeschlagen, die zukünftigen Anforderungen der Fasergittersensorsystemlichtquelle, des Fasergittersensors und der Lichtgitteranpassungsvorrichtung anzupassen Signaldemodulation ist optimiert.

Seit 1978, Kanada Hill, die zuerst die lichtempfindliche Szene in entdeckt Ge-dotierten Silica-Faser und die Wahl von stehenden Wellen auf dem internationale Rechtssystem schafft die ersten optischen Fasergitter und die Vereinigten Staaten im Jahr 1989, Melt, der die Faser-Bragg-Gitter (FBG) abgeschlossen von Seit den Schreibfähigkeiten der UV-Laserseite wurden die Herstellungsfähigkeiten des Fasergitters kontinuierlich verbessert, und die Forschung an Fasergitter in der optischen Abtastung wurde umfangreicher und eingehender.

FBG-Sensoren mit anti-elektromagnetische Störungen typischerweise Sensor, hohe Empfindlichkeit, geringe Abmessungen, geringes Gewicht, niedrige Kosten, geeignet für den Einsatz in Hochtemperatur, korrosiven Umgebungen solche Vorteile, sondern hat auch eine starke intrinsische Kapazität und Selbst kohärenten Fasern in einem Die Verwendung von Multiplex-Fähigkeiten, um die einzigartigen Vorteile von Multi-Point-Multiplexing, Multi-Parameter-Distributed-Differential-Messung zu erreichen. Daher ist der Fasergittersensor ein heißes Thema bei der Diskussion von Sensoren zu dieser Zeit geworden. Wie kann das Fasergittersystem, das aus einer Lichtquelle, einem Fasergittersensor und einem Signaldemodulationssystem besteht, eine optimale Anpassung unter der Prämisse der Kostenreduzierung, der Verbesserung der Messgenauigkeit und der Befriedigung der Echtzeitmessung und der Erfüllung der Fasergittererfassung erreichen Die Notwendigkeit, dass das System in allen Bereichen der Modernisierung praktisch ist, ist auch eine Frage, über die die Forscher nachdenken sollten.

Der Artikel von FBGs Sensorsystemen wurden eingeführt, Breitband-FBGs Quellsystem aufgeklärt wurde, ist es die Elemente der FBGs Analysen erfassen Prinzip wie und Fähigkeiten Differenzmessung, häufig verwendeten Ansatz ein demoduliertes Signal zu signalisieren Zusammenfassend schlagen wir am Ende einige Optimierungsmethoden für das System vor, die an zukünftige Bedürfnisse gewöhnt sind.

1. Faser-Bragg-Gitter-Erfassungssystem

Das Fasergitter-Erfassungssystem besteht hauptsächlich aus einer Breitbandlichtquelle, einem Fasergittersensor und einer Signaldemodulation. Die Breitbandlichtquelle liefert Lichtenergie an das System.Der Fasergittersensor verwendet die Lichtwelle der Lichtquelle, um die von der Außenweltgemessene Information zu erfassen, und die von außen gemessene Informationwird in dem Signaldemodulationssystem in Echtzeit reflektiert.

1.1 Lichtquelle

Die Funktion der Lichtquelle bestimmt, ob das von dem gesamten System gesendete Lichtsignal gut oder schlecht ist. Da bei der Faser-Bragg-Gitter-Erfassung die Erfassungsgröße eine Wellenlängencodierung ist, muss die Lichtquelle eine große Bandbreite und eine starke Ausgangsleistung und Stabilität aufweisen, um die Mehrpunkt- und Multiparameter-Messanforderungen des verteilten Erfassungssystems zu erfüllen. Die Lichtquelle, die üblicherweise in Faser-Bragg-Gitter-Erfassungssystemen verwendet wird, ist eine LED, eine LD und eine Quelle von Seltenerdionen, die mit unterschiedlichen Konzentrationen und unterschiedlichen Varietäten dotiert sind. LED-Lichtquelle hat eine große Bandbreite, kann Dutzende von Nanometern erreichen, hat eine hohe Zuverlässigkeit, aber die Ausgangsleistung der Lichtquelle ist gering, und es ist schwierig

Gekoppelt mit einer Single-Mode-Faser. Die LD-Lichtquelle hat die Eigenschaften einer guten Monochromie, einer starken Kohärenz und einer hohen Leistung. Die Stabilität des LD-Spektrums ist jedoch schlecht (4 × 10 -4 / ° C). Daher beschränken die Defekte dieser zwei Arten von Lichtquellen selbst ihre Anwendung bei der Lichterfassung. Die am häufigsten untersuchte Lichtquelle mit dotierten Seltenerdionen unterschiedlicher Varietäten und unterschiedlicher Konzentration ist eine Erbium-dotierte Lichtquelle.

Heute im C-Band mit Erbium dotiert Source erfolgreich entwickelt und verwendet wurde, zusammen mit einer Anforderung für die Kommunikation in optischer Kommunikationskapazität und Geschwindigkeit des verteilten faseroptischen Sensors und der Punkt auf den lichtdichten Tuch Tuch Bandbreitenanforderungen, Forschung zunehmend schwere L-Band

Ja. Einige Forscher haben einen C + L-Band-Entwicklungsplan vorgeschlagen, um die Bandbreite und Leistung der Lichtquelle zu verbessern. Die Erbium-dotierte Lichtquelle ist zwei Größenordnungen besser als die Halbleiter-Lichtquelle in Bezug auf Temperaturstabilität.Zusammen kann sie höhere Leistung, größere Bandbreite und längere Lebensdauer liefern.Daher kann sie die Messskala der Fasergitter-Sensor zu erweitern und den Prüfbrief zu verbessern. Rauschverhältnis.

1.2 Faser-Bragg-Gitter-Sensor

Faser-Bragg-Gittersensoren können physikalische Größen wie Temperatur und Dehnung direkt messen. Da die Fasergitterwellenlänge gegenüber Temperatur und Dehnung empfindlich ist, bewirken die Temperatur und die Spannung zusammen eine Bewegung der Fasergitterkopplungswellenlänge, so dass die Temperatur und die Spannung nicht durch Messen der Wellenlängenverschiebung der Fasergitterkopplung unterschieden werden können. Daher ist der Umgang mit zwischengesetzten sensiblen Fragen, die Vervollständigung der Differenz zwischen Temperatur- und Spannungsmessung die Voraussetzung für den praktischen Einsatz des Sensors. Nach einer gewissen Fertigkeit, um die Spannung und Temperaturänderungen zu bestimmen, um die Temperatur- und Spannungsdifferenzmessung zu vervollständigen. Das Grundprinzip dieser Fähigkeiten besteht darin, zwei oder zwei Fasergitter mit unterschiedlicher Temperatur- und Dehnungsempfindlichkeit zu verwenden, um einen Doppelgitter-Temperatur- und Dehnungssensor zu bilden.Nach der Bestimmung der Temperatur- und Dehnungsempfindlichkeitskoeffizientenvon zwei Fasergittern werden zwei verwendet. Die Elementargleichung löst Temperatur und Dehnung. Die Fähigkeiten der Differenzmessung können grob in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich die Multi-Faser-Gitter-Messung und die Einzelfaser-Gitter-Messung.

Die Multi-Faser-Gittermessung umfasst hauptsächlich ein hybrides FBG / lange Periodengitterverfahren, ein Zwei-Phasen-Fasergitterverfahren, ein Fasergitter / F-P-Hohlraum-integriertes Multiplexverfahren und ein Doppel-FBG-Stapelschreibverfahren. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die FBG / LPG-Methode ist einfach zu demodulieren, aber es ist schwierig sicherzustellen, dass die Messung der gleiche Punkt mit einer Genauigkeit von 9 × 10-6 und 1,5 ° C ist. Das Zwei-Perioden-Fasergitterverfahren kann die Messung der Orientierung sicherstellen und die Meßgenauigkeit verbessern, aber die Gitterintensität ist niedrig und die Signaldemodulation ist schwierig. FBG / F-P-Hohlraum integriert Multiplexen gute Sensortemperaturstabilität, geringe Größe, eine hohe Messgenauigkeit, die Genauigkeit von bis zu 20 × 10-6,1 ℃, aber das F-P Resonatorlänge Anlage schwierig, unordentliche Signaldemodulation. Das Doppel-FBG-Stapelschreibverfahren weist eine höhere Genauigkeit auf, aber das Rasterschreiben ist schwierig und die Signaldemodulation ist unordentlich.

Die Einzelfasergittermessung beinhaltet hauptsächlich das Einzelfasergitterverfahren mit unterschiedlichen Polymermaterialien, unterschiedlichen FBG-Kombinationen und vorgefertigten Dehnungsverfahren. Ein Polymer Einkapselungsmaterial ist ein einzelner Fasergitter-Verfahren bestimmte organische wiederholte Temperatur und Druck verwenden, ist nicht die gleiche dotierte optische Fasergittertemperaturempfindlichkeit oder Stresses, eingestreut empfindliche Wirkung überwinden. Die Herstellung dieses Verfahrens ist einfach, aber die Auswahl der Polymerinformation ist schwierig. Die Verwendung eines anderen FBG-Kombinationsverfahrens besteht darin, das Gitter an der Verbindung von zwei Arten von optischen Fasern mit unterschiedlicher Brechzahl und Temperaturempfindlichkeit oder unterschiedlicher Temperaturansprechempfindlichkeit und Dotierungsdatenkonzentration zu schreiben, wobei unterschiedliche Brechungsindizes und Temperaturempfindlichkeit nicht verwendet werden. Tun Sie dasselbe, um den Unterschied zu messen.

Dieser vereinfachte Ansatz Demodulation und Demodulation Codierung Spannungskonzentration auf die Wellenlänge zu vermeiden, hat aber einen großen Verlust, die zerbrechliche Schweißnaht, in kleinem Maßstab und andere Fragen zu messen. Das vorgefertigte Dehnungsverfahren soll zuerst eine bestimmte Vordehnung auf das Fasergitter anwenden, und ein Teil des Fasergitters wird fest an dem freitragenden Arm unter der Bedingung der Vordehnung angebracht. Nach der Druckentlastung, eine Fasergitter-Stamm Rehabilitationszentrum Reflexionswellenlänge konstant-non geschrieben, und auf dem Cantilever geschrieben kann gewisse Verformung nicht erholen, und dies bewirkt, dass die zentrale Reflexionswellenlänge des Fasergitters einige Änderungen, daher ist dieses Fasergitter Es gibt 2 Reflexionsspitzen, eine Reflexionsspitze (von denen einige auf dem Auslegerstrahl angebracht sind) ist sowohl für Änderung als auch Temperatur empfindlich, die andere Reflexionsspitze (nicht gepostet) ist nur temperaturempfindlich, und die Wellenlängenverschiebung der beiden Reflexionsspitzen kann gemessen werden. Messen Sie die Temperatur und die Belastung zusammen.