系统技术原理

光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感器其基本原理如下图所示,它是将光纤特定位置制成折射率周期为分布的光栅区,于是特定波长(布拉格反射光)的光波在这个区域内将被反射。反射的中心波长信号跟光栅周期和纤芯的有效折射率有关。将光栅区用作传感区,当被传感物质温度、结构或是位置发生变化的时候,光栅的周期和纤芯模的有效折射率将会发生相应的变化,从而改变 Bragg 中心波长。通过光谱分析仪或是其它的波长解调技术对反射光的Bragg 波长进行检测就可以获得待测参量的变化情况。


系统结构

光纤光栅解调系统用于对光纤光栅传感器的信号检测和数据处理,其运用国际先进的光纤光栅传感技术实现了1pm的高解调分辨率,可实现多个通道的同步扫描,并以其容量大、分辨率高、重复性好、采集速度快、可靠性高、处理能力强大、连接测点多和兼容性强等优点,广泛地应用于各行业的多种物理量监测。



技术实现

建筑结构长期形变的累积,是引发建筑结构塌陷的主要因素,对建筑结构形变的长期、连续监测是必要的。可将不同中心波长的光纤光栅组成的传感阵列贴敷于建筑表面,当建筑结构发生微小形变时,将影响光纤光栅的反射或透射中心波长的改变,通过波长改变量以及光纤光栅封装结构特性实时计算一个监测周期内的建筑结构形变量,通过长期数据的存储、提取与分析可获得长期内建筑结构形变变化量,为建筑结构稳定安全提供可靠的数据支持。当建筑结构发生坍塌时可根据应力传感探头编号判定塌陷位置,为人员疏散及物资调动提供明确指导信息。


光纤光栅应力传感技术优势

1、具有测量精度高,形变量检测可达um级。优良特性。


2、响应速度快,单次测量时间小于3s。


3、适用于高温、高压、高湿度等恶劣环境的应用。


4、基于该技术的传感系统功耗低,抗电磁干扰,本征安全。


5、传感光缆耐腐蚀,可靠性强,使用寿命长达30年。


6、易实现准分布式测量,易于成网,组成多种形式的传感阵列。


7、7、应用范围广泛,可满足不同应力测量需求。





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