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光纖光柵傳感系統技術及其發(fā)展趨勢
      光纖光柵傳感器具有一般傳感器抗電磁干擾、靈敏度高、尺寸小、重量輕、成本低，適于在高溫、腐蝕性等環(huán)境中使用的優(yōu)點外，還具有本征自相干能力強和在一根光纖上利用復用技術實現多點復用、多參量分布式區(qū)分測量的獨特優(yōu)勢。故光纖光柵傳感器已成為當前傳感器的研究熱點。

光纖光柵傳感系統

光纖光柵傳感系統主要由寬帶光源、光纖光柵傳感器、信號解調等組成。寬帶光源為系統提供光能量，光纖光柵傳感器利用光源的光波感應外界被測量的信息，外界被測量的信息通過信號解調系統實時地反映出來。

光纖光柵傳感器可以實現對溫度、應變等物理量的直接測量。由于光纖光柵波長對溫度與應變同時敏感，即溫度與應變同時引起光纖光柵耦合波長移動，使得通過測量光纖光柵耦合波長移動無法對溫度與應變加以區(qū)分。因此，解決交叉敏感問題，實現溫度和應力的區(qū)分測量是傳感器實用化的前提。通過一定的技術來測定應力和溫度變化來實現對溫度和應力區(qū)分測量。這些技術的基本原理都是利用兩根或者兩段具有不同溫度和應變響應靈敏度的光纖光柵構成雙光柵溫度與應變傳感器，通過確定2個光纖光柵的溫度與應變響應靈敏度系數，利用2個二元一次方程解出溫度與應變。區(qū)分測量技術大體可分為兩類，即，多光纖光柵測量和單光纖光柵測量。

光纖光柵傳感器中心反射波長*直接的檢測儀器是光譜儀。這種方法的優(yōu)點是結構簡單、使用方便。缺點是精度底、價格高、體積大，而且，不能直接輸出對應于波長變化的電信號。

光纖光柵傳感系統的發(fā)展趨勢

光纖光柵傳感系統的優(yōu)化主要從三方面考慮，即，光源、光纖光柵傳感器及信號解調。對于傳感系統的優(yōu)化，主要是根據傳感器的數目、傳感器的靈敏度和解調系統的分辨力，根據實際的測量需要，配置不同的光源、傳感器解調系統，使得成本低、測量誤差小、測量精度高。針對未來光纖光柵傳感系統網絡化的要求，應使用穩(wěn)定性好、寬帶、高輸出功率的光源。摻鉺、摻釹、摻鐿等離子的光源是今后發(fā)展的重點。光纖光柵傳感器既能實現單參量的測量，又能實現多參量的測量。當單參量測量時，應提高傳感器的靈敏度和測試精度。

在實際應用中，要注意傳感器的靈敏度和量程之間的折中。靈敏度高了，量程自然小了。這是因為光纖光柵的應變有一個極限值，超過這個極限值光柵就會被破壞。為實現準分布式測量，傳感器復用數目較多，在布置傳感器時，有時一個點要布置靈敏度不同的多個傳感器，以實現溫度和壓力的大范圍測量。由于傳感量主要是微小波長偏移為載體，所以，一個實用的信號解調方案必須具有極高的波長分辨力。其次，要解決動態(tài)與靜態(tài)信號的檢測問題，尤其是二者的結合性檢測已成為光柵傳感實用解調技術中的難點。

因此，未來的光纖光柵傳感系統將能滿足單點高精度的實時測量，又能適應網絡化的準分布式的多點、多參量的測試要求，在未來的傳感領域發(fā)揮更大的作用。