作為一種接觸式測(cè)量方式贞谓，光纖光柵傳感靈敏度高、抗電磁干擾葵诈、耐腐蝕裸弦、響應(yīng)迅速、外形可變體積小作喘，廣泛應(yīng)用于建筑材料結(jié)構(gòu)關(guān)鍵
物理量的測(cè)量中理疙。而波長(zhǎng)解調(diào)型儀器隨著電子學(xué)技術(shù)和處理器技術(shù)的發(fā)展，以及光纖布拉格光柵制作工藝的不斷提高泞坦，光纖光柵傳感器
的應(yīng)用得到進(jìn)一步發(fā)展〗严停現(xiàn)已應(yīng)用到石油鉆探、化工工藝過程贰锁、冶金赃梧、電力輸變電、軌道交通等領(lǐng)域豌熄。
光纖光柵傳感技術(shù)的應(yīng)用概況
正文：
光纖光柵傳感器除了具有普通光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)外，還有一些優(yōu)于普通光纖傳感器的地方锣险，主要的優(yōu)點(diǎn)在于其采用波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感技術(shù)蹄皱，其傳感信號(hào)為波長(zhǎng)編碼。該信號(hào)調(diào)制機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)在于：測(cè)量信號(hào)適應(yīng)性更強(qiáng)囱持，不受光源功率夯接、光纖連接損耗、彎曲損耗的影響;避免一般干涉型傳感器中相位測(cè)量的不清晰和對(duì)固定參考點(diǎn)的需求纷妆，便于波長(zhǎng)復(fù)用進(jìn)行分布式測(cè)量;光纖光柵易于埋入材料中對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度和應(yīng)變的高分辨率、大范圍測(cè)量晴弃，同時(shí)掩幢，光纖光柵也是光纖中靈巧結(jié)構(gòu)器件的不二之選逊拍。隨著光纖布拉格光柵制作工藝的不斷提高，特別是其自動(dòng)化生產(chǎn)平臺(tái)的建立际邻，能夠制作出高性能芯丧、低成本的FBG ( Fiber Bragg grating)。同時(shí)世曾，近幾年缨恒，隨著對(duì)波長(zhǎng)解調(diào)研究的不斷深入，光纖光柵傳感器的應(yīng)用研究得到進(jìn)一步發(fā)展轮听。
1.1在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
自從光纖光柵被制作出來之后骗露，光纖光柵傳感技術(shù)的研究發(fā)展十分迅速。其中血巍，土木工程中結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)用活躍的領(lǐng)域萧锉。美國(guó)和歐洲報(bào)道了實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土中采用光纖傳感器的應(yīng)用情況。目前國(guó)外對(duì)于光纖光柵傳感器的研究以美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室和NASA實(shí)驗(yàn)室述寡、英國(guó)的Kent大學(xué)和Smart Fiber公司以及韓國(guó)的光子研究中心等為代表的研究機(jī)構(gòu)地位柿隙，工程師將光纖光柵埋入混凝土中來檢測(cè)壓力的變化。加拿大卡的Beddington Trail大橋采用光纖光柵傳感器進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)鲫凶，成為光纖光柵用于橋梁健康監(jiān)測(cè)的首例禀崖，瑞士的Storck大橋的拉索上設(shè)置了光纖光柵傳感器和電阻應(yīng)變計(jì)，得到了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果螟炫。美波附、德等將光纖光柵傳感技術(shù)用來監(jiān)測(cè)建筑、橋梁的結(jié)構(gòu)安全狀況不恭。在石油鉆探領(lǐng)域叶雹，美國(guó)Cidra和英國(guó)的Smart Fibers公司等用光纖光柵傳感器進(jìn)行海洋石油平臺(tái)結(jié)構(gòu)健康的檢測(cè)。
1.2在航空航天及船舶等大型運(yùn)載工具中應(yīng)力監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
航空航天領(lǐng)域使用的傳感器數(shù)量龐大换吧，種類各異折晦，如對(duì)擾流板蒙板壓力、噴口溫度沾瓦、燃料的液位满着、固頻點(diǎn)振動(dòng)、起落架狀態(tài)贯莺、機(jī)翼尾翼襟翼的加速度溫度风喇，所以傳感器的尺寸和重量在航空航天領(lǐng)域顯得尤為重要。光纖光柵傳感器僅就尺寸和重量來說缕探，極具優(yōu)勢(shì)魂莫。因此，航空航天領(lǐng)域?qū)ζ溆葹榍嗖A爹耗，僅波音公司就注冊(cè)了多個(gè)光纖傳感器的技術(shù)耙考。為對(duì)飛機(jī)粘合接頭完好性進(jìn)行評(píng)估谜喊，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室將光纖光柵傳感器固定在飛機(jī)輕型天線反射器的不同位置來測(cè)量其縱向應(yīng)變、彎曲和扭矩倦始。德國(guó)的戴姆勒奔馳研究中心斗遏、戴姆勒奔馳宇航空中客車和宇航研究院采用靜態(tài)分布埋入式光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器進(jìn)行了自適應(yīng)機(jī)翼的研究。瑞典鞋邑、加拿大诵次、英國(guó)也采用光纖光柵傳感器分別對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)的復(fù)合結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、噴氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)測(cè)以及飛機(jī)的自動(dòng)檢測(cè)進(jìn)行了相關(guān)研究枚碗。南航建立了飛機(jī)機(jī)翼盒段有限元模型逾一，分析了荷載和應(yīng)變的關(guān)系，并采用波分復(fù)用形式構(gòu)建了光纖布拉格光柵傳感網(wǎng)絡(luò)測(cè)量應(yīng)變视译，同時(shí)設(shè)計(jì)了傳感器的排布方式嬉荆，研究了高精度光纖光柵傳感器對(duì)起落架的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)和根據(jù)典型航空結(jié)構(gòu)形狀和材料屬性優(yōu)化配置光纖布拉格光柵的布局。
給船只安裝上光纖光柵傳感器是為了能夠?qū)Υw進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測(cè)量】岷現(xiàn)代船只中的探測(cè)系統(tǒng)光纖光柵傳感器的數(shù)量可以多達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)鄙早。光柵傳感可應(yīng)用于船模型的濕甲板和海浪的沖擊力、彎曲力矩和動(dòng)態(tài)荷載測(cè)試椅亚。多通道解調(diào)儀可以對(duì)個(gè)測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)限番、分析與記錄。針對(duì)海上高鹽高濕環(huán)境呀舔，設(shè)計(jì)適合船用封裝的光纖光柵傳感器弥虐，有助于此領(lǐng)域的發(fā)展。工程師設(shè)計(jì)了采用環(huán)形平面彈簧和平板復(fù)合結(jié)構(gòu)的貼片式傳感器媚赖，其將復(fù)合結(jié)構(gòu)的大應(yīng)變轉(zhuǎn)化為光柵的小應(yīng)變霜瘪，減小了被測(cè)物體與光柵間的禍合系數(shù)，配合波長(zhǎng)調(diào)制惧磺，在船體測(cè)量中取得了較好的效果颖对。
1.3在電力生產(chǎn)和輸變電監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
在電力工業(yè)中，電力設(shè)備大多處在強(qiáng)電強(qiáng)磁和高溫高電壓環(huán)境中磨隘，而且很多電力設(shè)備經(jīng)常需要安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū)缤底，一般的傳統(tǒng)傳感器無法滿足需求，光纖光柵傳感器的抗電磁干擾特性和適宜遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)可以很好的滿足這種需求番捂，只需通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)就能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電力設(shè)備的溫度變化和異常个唧。光纖光柵傳感器這種突出的優(yōu)勢(shì)，有利于在變電站使用设预，同時(shí)采用分布式傳感徙歼，可以解決輸電過程中的監(jiān)測(cè)問題。比如應(yīng)對(duì)輸電線路結(jié)冰、風(fēng)致?lián)u曳鲁沥、負(fù)荷超溫等呼股。
1.4石油化工中的應(yīng)用
石油化工領(lǐng)業(yè)為易燃易爆的領(lǐng)域耕魄，傳統(tǒng)電子電學(xué)類物理傳感器并不適用于成品油的油氣罐画恰、油氣管道的監(jiān)測(cè)。而光纖光柵耐腐蝕吸奴、抗電磁干擾允扇，非常適合應(yīng)用在石油化工業(yè)中。其應(yīng)用點(diǎn)除了溫度和壓力測(cè)量则奥，還有流量測(cè)量考润、井壓、振幅監(jiān)測(cè)等读处。在鉆探領(lǐng)域糊治，高溫高氫環(huán)境可使用碳涂覆光纖光柵，這樣既可以避免氫致失效罚舱，又能夠在高溫環(huán)境中測(cè)得井內(nèi)壓力井辜，避免井內(nèi)壓力過高影響生產(chǎn)。
（聲明：本文部分圖表參考自CNKI或SIPE數(shù)據(jù)庫(kù)論文管闷，期刊卷及DOI編號(hào)都已在引用部分標(biāo)出）
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