双光纤布拉格光栅温度与应变传感模型研究

"双光纤布拉格光栅温度和应变传感研究 (2004年)" 本文主要探讨了双光纤布拉格光栅(FBG)在温度和应变传感中的应用，这是一种创新的传感器结构，旨在解决传统FBG传感器在温度和应变测量中的交叉敏感问题。光纤布拉格光栅是一种利用光的布拉格反射原理工作的特殊光学元件，它对环境的温度和机械应变非常敏感，因此在各种工程和科学领域中有广泛应用。 首先，文章介绍了光纤布拉格光栅的基本传感原理。当光通过光栅时，特定波长的光会被反射回来，而这个反射波长会随着环境温度和应变的变化而变化。温度的增加会导致光栅周期的微小扩展，而应变则会改变光栅的物理长度，两者都会引起反射波长的位移。这种位移是区分温度和应变的关键，但通常会导致交叉敏感，使得精确测量变得困难。 针对这一挑战，作者提出了一种双光纤布拉格光栅传感器结构。该结构由两个相邻的FBG组成，每个光栅对温度和应变的响应有所不同。通过分析这两个光栅的反射波长变化，可以分别解耦温度和应变的影响，实现双参量的同时区分测量。这为解决交叉敏感问题提供了新的思路，并为传感器的实用化打下了基础。 文章中还详细描述了实验系统的构建，包括光源、探测器和数据处理系统等组件。实验结果显示，在10℃至65℃的温度范围内和50με至350με的应变范围内，所设计的传感器能准确地测量温度和应变，测量结果与实际值非常接近，验证了双光纤布拉格光栅结构传感模型的准确性。 此外，这项研究还为后续的深入研究和传感器的实际应用提供了理论支持和实验依据。未来可能的应用场景包括但不限于桥梁健康监测、石油管道安全监控、航空航天结构的应力分析以及高温环境下的温度测量等。 关键词: 光纤布拉格光栅；传感器；温度；应变 总结：该论文详细研究了双光纤布拉格光栅传感器的设计、构建和实验验证，成功解决了温度和应变测量中的交叉敏感问题，为FBG传感器技术的发展开辟了新的方向，具有重要的理论价值和实践意义。