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  • 1 # 使用者3924864244911

    光纖光柵溫度感測器可以說神通廣大。首先我解釋一下光纖光柵感測器的原理。光纖光柵這個名字有很強的迷惑性,在光纖中寫入光柵的原理是,將鐳射的干涉條紋垂直照射到一段光纖上,以干涉條紋為週期改變光纖材料的性質,這個叫做鐳射改性,使得光纖中沿軸向產生週期性折射率變化,相應的就有了週期性的反射面。參照增反膜的效果,如果這一週期等於某一波長的二分之一,那麼該波長的光反射後將增強,而其他波長的返回光將抵消,最終的結果是該波長的光全部返回,其他波長的光繼續前進。用寬頻鐳射或者白光照進光纖,根據布拉格公式,光纖光柵返回哪一波長的光和柵距有關,當溫度變化時,光纖也會有熱脹冷縮效應,柵距哪怕產生很微小的變化,都會影響到它返回的光波長。光波返回之後,要怎麼分辨它呢?不是用笨重昂貴的光譜儀,有一個非常巧妙的工具叫做法布里珀羅干涉腔(這個腔的原理不再解釋,全世界只有兩家企業能生產,國內唯一一家生產這種腔的企業是武漢理工光科股份,董事長是姜德生院士),這個腔允許特定波長的光透過併產生干涉圓環,而且不同波長的光產生的干涉圓環半徑不同,解析度可以達到奈米以下好幾個小數點,這樣用一個條狀CCD就能檢測出是哪一波長的光返回了,對應地也就知道了感測器所在位置的溫度。分散式光纖光柵溫度感測器可以一次測量幾萬個點的溫度。說完了原理,估計你都被人類的智慧震撼了。光纖感測的優點是,傳輸距離可以長達數百公里、響應速度快、不受環境影響、抗干擾能力強(不受電磁影響)。電的弱點在於,傳輸距離受到電路衰減的限制,傳輸距離有限,響應速度較慢、容易受環境影響(如氣壓、空氣溼度、水),容易受電磁場影響,需要電能才能工作。特別地,由於光纖光柵溫度感測不用電,不會發熱也不會產生電火花(寫到這裡我想到了去年黃島發生的爆炸),光纖光柵溫度感測可以用在石油、化工、煤炭等領域(安保及洩露檢測),傳統的電感測卻不可以。

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