光纤光栅传感器

　　光纤光栅传感器

　　光纤光栅传感器（Fiber Bragg Grating Sensor）属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格（Bragg）波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。

光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。由于光纤光栅波长对温度与应变同时敏感，即温度与应变同时引起光纤光栅耦合波长移动，使得通过测量光纤光栅耦合波长移动无法对温度与应变加以区分。光纤光栅传感器具有不受电磁干扰、信号带宽大、灵敏度高、易于复用、重量轻、适于在高温、腐蚀性的危险环境中使用等优点。

　　光纤光栅的传感机制包括应变引起的弹性形变（elastic distortion）和弹光效应（strain-optic effect），温度引起的热膨胀效应（thermo expansion effect）和热光效应（thermo-optic effect），以及磁场引起的法拉第效应（Faraday effect），基于光纤光栅对温度和应变直接敏感，可制成用于检测应力、应变、温度、压力、振动、位移、加速度、倾角等多种参量的光纤传感器和光纤传感网。

　　光纤光栅温度传感器

　　目前，最为常见的光纤光栅传感器包括温度传感器和应变传感器，根据应用场合，光纤光栅温度传感器可以分为土木用（要求密封好，防水、防潮、防腐蚀）、电力用（要求绝缘耐压、耐高温）和石化（要求防爆）用温度传感器，按照安装方式，可以分为表面式（安装在待测物表面）和埋入式（针对土木监测，埋入混凝土结构中），按照出纤方式，可以分为单端传感器（应用在电力高压开关柜）和双端传感器（应用在隧道、大型结构、桥梁、电缆沟、油罐等行业）。

　　光纤光栅应变传感器

　　光纤光栅应变传感器主要应用在土木行业，根据应用场合，可分为混凝土用和钢结构用，根据安装方式，可以分为表面式、粘贴式、埋入式和焊接式，根据补偿方式，也可分为自补偿式和外补偿式。

　　光纤光栅应变传感器必须进行温度补偿，以消除交叉敏感，当前，国内厂家通常都是通过外补偿进行的，外补偿的意思是必须外接温度补偿传感器，要求该温度补偿传感器与待补偿的应变传感器位于同一温度场。

　　(1)抗电磁干扰:一般电磁辐射的频率比光波低许多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。

　　(2)电绝缘性能好，安全可靠:光纤本身是由电介质构成的，而且无需电源驱动，因此适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。

　　(3)耐腐蚀，化学性能稳定:由于制作光纤的材料一石英具有极高的化学稳定性，因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。

　　(4)体积小、重量轻，几何形状可塑。

　　(5)传输损耗小:可实现远距离遥控监测。

　　(6)传输容量大:可实现多点分布式测量。

　　(7)测量范围广:可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、 电压、液位、液体浓度、成分等。