資源描述：
《光纖光柵傳感檢測中交叉敏感問題的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、光器件中文核心期刊光纖光柵傳感檢測中交叉敏感問題的研究12畢重穎，雷飛鵬（1.北京交通大學(xué)全光網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)代通信網(wǎng)教育部重點實驗室，北京100044；2.北京交通大學(xué)光波技術(shù)研究所，北京100044）摘要：環(huán)境的溫度與應(yīng)力同時引起光纖光柵耦合波長移動，即存在溫度應(yīng)力交叉敏感問題,在光纖光柵傳感器應(yīng)用中必須實現(xiàn)溫度和應(yīng)力的區(qū)分測量。文章以交叉敏感的物理機制為出發(fā)點，從單一參量補償、雙參量區(qū)分補償兩個角度闡述并分析比較了國內(nèi)外此問題解決方案的最新進展情況。關(guān)鍵詞：光纖光柵傳感器；交叉敏感；應(yīng)力；溫度中圖分類號：TN929.11文獻標識碼：A文章編號：100
2、2-5561（2010）08-0012-04Studyoncross-sensitivityinfibergratingsensorsandtestingBIChong-ying,LEIFei-peng(1.KeyLabofAllOpticalNetwork&AdvancedTelecommunicationNetworkofEMC,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China;2.InstituteofLightwaveTechnology,BeijingJiaotongUniversity,Beij
3、ing100044,China)Abstract：AshiftofthecoupledwavelengthofFBGcanoccurduetothevariationofenvironmenttempera-turetogetherwithstress.Thatis,thecross-sensitivityoftemperatureandstressisaninherentproblemforFBG.TemperatureandstressshouldbemeasuredseparatelyfortheapplicationofFBGsensor.
4、Basedonthephysicalmechanismofcross-sensitivity,thelatestprogressintheworldofsolutiontothisproblemisintro-ducedandcomparedinthisarticle,withrespecttothecompensationbysingleparameteranddoubleparame-ters.Keywords:FBGsensor,cross-sensitivity,stress,temperature0引言1交叉敏感產(chǎn)生機理光纖光柵(FBG)
5、傳感器作為一種新型的無源傳感根據(jù)耦合模理論可知，當(dāng)寬帶光在光纖布拉格光器件,一經(jīng)提出[1]就憑借其精度高、耐腐蝕、體小量輕、柵中傳輸時，產(chǎn)生模式耦合，滿足布拉格條件的光被可實現(xiàn)絕對測量等優(yōu)勢在多領(lǐng)域的高壓、高溫和安全反射回入射端，反射光的中心波長λb為：性能檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。通過對FBG的理論分λb=2neffΛ（1）析和試驗研究表明：應(yīng)力和溫度對FBG的作用是耦合式（1）中，neff是纖芯的有效折射率，其變化主要由的，因此，F(xiàn)BG傳感器的測試結(jié)果中的應(yīng)力與溫度效彈光效應(yīng)和熱光效應(yīng)引起；Λ是光柵周期有效折射率，應(yīng)分離技術(shù)是將FBG傳感器應(yīng)用于
6、實際的關(guān)鍵問題。其變化主要由熱膨脹效應(yīng)和外加應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變引本文綜合考慮目前FBG應(yīng)力與溫度交叉敏感的分離起；應(yīng)力對FBG產(chǎn)生彈光效應(yīng)和周期Λ的變化，溫度技術(shù)的研究成果,并將其歸納為單一參量補償（溫度補對FBG產(chǎn)生熱光效應(yīng)和熱膨脹效應(yīng)，可用公式表示償、應(yīng)力祛除）和雙參量區(qū)分補償（溫度、應(yīng)力同時測為：Δλb/λb=(α+ξ)ΔT+(1-pe)ε=KTΔT+Kτε（2）量）兩類加以介紹和討論，方便針對不同的應(yīng)用環(huán)境式⑵中，α、ξ分別為FBG的線膨脹系數(shù)和熱光系選擇適宜的方案，以期有助于FBG傳感器的實用及推數(shù)，ε為光纖軸向應(yīng)變，pe為有效彈光系數(shù)，KT
7、為FBG廣。的溫度靈敏度系數(shù)，Kτ為應(yīng)力靈敏度系數(shù)。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)測量點的溫度、應(yīng)力同時發(fā)生變化時，僅僅根據(jù)單個FBG的Δλb不能區(qū)分出它們各自引起的布拉格波收稿日期：2010-04-13。長移動，也就不能給出精確的測量值。所以，解決溫作者簡介：畢重穎（1985-），女，碩士生。度、應(yīng)力分離問題是FBG傳感器實用化的前提之一。輥輰訛2010年第8期光器件畢重穎，雷飛鵬：光纖光柵傳感檢測中交叉敏感問題的研究2解決方案國內(nèi)外的研究學(xué)者提出了許多FBG溫度應(yīng)力交叉敏感問題的解決方案，歸納起來為兩大類：單一參量補償和雙參量(溫度、應(yīng)力)區(qū)分補償。下面分別從這
8、兩類傳感器的特性出發(fā)綜述幾種解決方案。2.1單一參量補償2.1.1溫度補償圖2開口環(huán)傳感結(jié)構(gòu)即使在恒溫環(huán)境下進行應(yīng)力特性研
