光柵位移傳感器原理介紹

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的商品的性能越來越好。有很多產(chǎn)品都是我們不知道名字的，但是有出現(xiàn)我們的生活中。所以等我們有時間的話可以去接觸一下這些產(chǎn)品來挺高大家的生活質量。今天小編跟大家分享的是光柵位移傳感器，不知道大家在此之前有沒有聽說過這個名詞呢?今天小編主要講它的工作原理，大家一起來看看吧。

光柵位移傳感器的工作原理

戴大家都知道光柵的Bragg波長IB有下面這個公式?jīng)Q定的：

IB=2nL

公式中的n-模芯有效折射率;L-光柵的周期

當光纖光柵所處的環(huán)境的溫度、應力、應變或者其他物理量發(fā)生變化的時候，光柵的周期或者模芯有效的折射率將會隨之發(fā)生變化，因為光柵的波長也會因此而變化，這樣的話通過測量物理量的變化前后光柵的波長的變化，就可以測量該物理量的變化。例如對磁場的直接測量可以通過測量物理量的變化前后的反射光波長變化的不同。此外還可以通過特定的技術，實現(xiàn)對應力和溫度的分別測量和同時測量。也可以在光柵上涂敷特定的材料實現(xiàn)對電廠等物理量的間接性測量。

1、啁啾光纖位移傳感器的工作原理

上面介紹的光柵位移傳感器中光柵的機構，對單參數(shù)測量很有效，但是需要同時測量應變和溫度或者測量應變或者溫度沿長光柵長度的分布時就顯得無能為力了。這樣就可以選擇啁啾光纖光柵位移傳感器。啁啾光柵位移傳感器有優(yōu)異的色散補償能力而應用在高比特遠程通信中。

在外界物理量的作用下，啁啾光纖光柵位移傳感器除了DIB的變化之外，光譜的展寬也會相應的發(fā)生變化，這種傳感器在應變和溫度同時存在情況下是非常有用的。在測量光譜位移和展寬這樣就可以同時測出測量應變和溫度。

2、長周期光纖光柵位移傳感器的工作原理

長期光纖光柵位移傳感器的周期有數(shù)百微米，它在特定的波長上可以把纖芯的光耦進保層，就如下面的公式：

Li=(n0-niciad).L

其中n0是指纖芯的折射率;niclad-i是指階軸對稱包層膜的有效折射率。

光在保層中會留下一串因為包層/空氣界面的損耗而衰退的損耗帶。在一個獨立的LPG可能有會有很多共振在一個很長的波長里，這些共振的中波長是由芯和包層的折射率而決定的，因為應變、溫度或者外部折射變化發(fā)生的任何變化都能產(chǎn)生波長轉移，這樣的話只要通過檢測D里，就可以獲得外界物理變化的信息。LPG通常在給定波長上的共振的響應通常是不同幅度，因此這個可以適用于構建參數(shù)傳感器。

光纖光柵傳感器的運用特點

(1)抗電磁干擾:一般電磁輻射的頻率比光波低許多，所以在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶鸥蓴_的影響。

(2)電絕緣性能好，安全可靠:光纖本身是由電介質構成的，而且無需電源驅動，因此適宜于在易燃易爆的油、氣、化工生產(chǎn)中使用。

(3)耐腐蝕，化學性能穩(wěn)定:由于制作光纖的材料一石英具有極高的化學穩(wěn)定性，因此光纖傳感器適宜于在較惡劣環(huán)境中使用

(4)體積小、重量輕，幾何形狀可塑。

(5)傳輸損耗小:可實現(xiàn)遠距離遙控監(jiān)測。

(6)傳輸容量大:可實現(xiàn)多點分布式測量。

(7)測量范圍廣:可測量溫度、壓強、應變、應力、流量、流速、電流、 電壓、液位、液體濃度、成分等

一般的光柵位移傳感器每次只能測量單一的變量結果，但是以上介紹的兩種光柵位移傳感器都可以同時測量兩個以上的變量。通過學習我們了解了光柵位移傳感器的原理，這樣我們對它有了一定的了解。選擇起來就會更方便一些。

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