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标题: 光纤光栅解调仪的原理以及优点 [打印本页]
作者: 迷米Luz 时间: 2023-9-15 08:11
标题: 光纤光栅解调仪的原理以及优点
本帖最后由 迷米Luz 于 2023-9-15 08:13 编辑
光纤光栅解调仪是用于测量和解析光纤光栅传感器信号的设备，其工作原理主要基于干涉仪和光谱分析仪的原理。下面将详细介绍光纤光栅解调仪的原理。
一、光纤光栅的传感原理
光纤光栅是一种在光纤中制作出的周期性折射率变化的器件，其作用相当于一个反射光栅。当特定波长的光经过光纤光栅时，会受到周期性折射率变化引起的干涉效应，从而产生强烈的反射。这种反射光的波长与光纤光栅的周期性折射率变化密切相关。
二、光纤光栅解调仪的原理
光纤光栅解调仪主要基于干涉仪和光谱分析仪的原理。其工作流程如下：
- 光源发射出宽带光，该宽带光经过光纤光栅后产生强烈的反射。
- 反射光进入解调仪后，被分为两束相干光，这两束相干光分别经过参考光纤光栅和测量光纤光栅。
- 由于参考光纤光栅和测量光纤光栅的周期性折射率变化不同，因此两束相干光在经过各自的光栅后会发生不同的相移（相位差）。
- 两束相干光在干涉仪中产生干涉，形成明暗交替的干涉条纹。干涉条纹的明暗交替频率与两束相干光的相位差密切相关。
- 通过光谱分析仪对干涉条纹进行测量，可以得到两束相干光的相位差。由于已知光源的波长和光纤光栅的周期性折射率变化，可以计算出测量光纤光栅受到的应变或温度变化。
- 通过实时监测干涉条纹的变化，可以得到被测结构的变化情况（如应变、温度等）。
光纤光栅解调仪的原理是利用光纤光栅的反射特性、干涉仪的相干光干涉现象以及光谱分析仪的光谱测量能力，实现对被测结构变化的精确测量。该技术具有抗电磁干扰、耐腐蚀、高灵敏度、高稳定性等优点，被广泛应用于各种传感器领域中。
光纤光栅解调仪的优点主要包括：
抗电磁干扰：光纤光栅解调仪具有很强的抗电磁干扰能力，可以在复杂的电磁环境中正常工作，适用于各种需要避免电磁干扰的场合。
耐腐蚀：光纤光栅解调仪的材质具有很好的耐腐蚀性，可以在各种化学环境下正常工作，适用于各种需要避免化学腐蚀的场合。
高灵敏度：光纤光栅解调仪具有很高的灵敏度，可以检测微小的光学信号变化，适用于各种需要高精度测量的场合。
结构简单：光纤光栅解调仪的构造简单，易于维护和操作，适用于各种需要快速安装和维护的场合。
多点串联测量：光纤光栅解调仪可以同时测量多个光纤光栅传感器，适用于各种需要多点测量的场合。
本质防爆：光纤光栅解调仪具有本质防爆功能，可以在各种易燃易爆环境下安全工作，适用于各种需要避免爆炸危险的场合。
光纤光栅解调仪具有体积小、重量轻、耐腐蚀、抗电磁干扰能力强、集成方便、结构简单等优点。同时多点串联测量和本质防爆功能使得其在古建筑、电力工程、煤矿等领域有广泛的应用前景。
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