光纤布拉格光栅在准分布式高温监测系统中的应用

本文主要介绍了基于光纤布拉格光栅（FBG）的准分布式高温监测系统的研究成果。研究人员使用193纳米准分子激光器在标准通信单模光纤（如康宁的SMF-28）上制作了高反射率的FBG阵列，并进行了长期的退火实验。该系统设计用于在400℃以下的环境中进行准分布式温度测量，其测温精度高达0.2℃以内。 光纤布拉格光栅（FBG）是光纤传感技术中的关键元件，具有多项显著优势。首先，FBG具有强大的复用能力，这意味着多个FBG可以在同一根光纤上间隔设置，从而实现多点温度或应变监测。其次，FBG的高灵敏度使得它能够精确地感知微小的温度变化。再者，由于其小巧的体积和耐腐蚀性，FBG适合在各种苛刻环境中部署，如高温、高压或者腐蚀性条件下。 在本文的研究过程中，使用193nm的准分子激光器在标准通信单模光纤SMF-28上制备FBG阵列。SMF-28是一种广泛应用的光纤，具有低损耗和良好的传输特性。通过退火实验，研究人员可以优化FBG的性能，增强其稳定性，使其在实际应用中能更长时间地保持准确的温度响应。 设计的光纤高温传感系统是准分布式的，意味着它可以在一段光纤沿线的多个位置获取温度数据，但不是完全分布式，即每个位置的数据并不是独立获取的。这种系统能够在400℃以下的温度范围内提供准确的监测，对于许多工业应用，如电力系统、化工厂、航空航天设备的热管理等，都是至关重要的。 测温误差小于0.2℃，表明了该系统的高精度。这样的精度水平使得它能够捕捉到微小的温度波动，对于需要精确控制温度的工艺过程尤其有价值。此外，FBG的耐高温特性使其特别适用于高温环境的监测，避免了传统温度传感器可能因高温而损坏的问题。 基于光纤布拉格光栅的准分布式高温监测系统展示了光纤传感技术在高温监测领域的巨大潜力。这种技术不仅可以提供高精度、高稳定性的温度数据，而且由于其光纤基础，还具有抗电磁干扰、远程传输和大规模部署的能力，为各类工程监测提供了新的解决方案。未来，随着技术的进一步发展，这类系统可能会被更广泛地应用到需要精准温度监控的领域中。