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經(jīng)過(guò)近些年的不斷發(fā)展，光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)的基本技術(shù)已經(jīng)成熟，正在從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)人員圍繞著高速率、長(zhǎng)距離光通信系統(tǒng)中的光纖光柵色散補(bǔ)償器進(jìn)行攻關(guān)，應(yīng)用于各種光傳輸產(chǎn)品中。

光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)工作原理 1、光纖光柵的敏感機(jī)制 用于傳感的光纖光柵一般是制作在光纖芯內(nèi)的布拉格反射器，它利用光纖材料的紫外光敏性，在纖芯內(nèi)部形成空間相位光柵。這樣具有一定頻譜寬度的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光纖光柵后，特定波長(zhǎng)的光沿原路反射回來(lái)，其余波長(zhǎng)的光信號(hào)則直接透射出去。

改變光柵的有效折射率或周期就能改變光柵反射的中心波長(zhǎng)，利用這一特性可以將光纖光柵用于許多物理量的傳感測(cè)量。例如溫度和應(yīng)力是光纖光柵能夠直接敏感的兩個(gè)物理量，另一方面由于石英材料的彈光效應(yīng)也會(huì)引起的光纖光柵有效折射率的變化。

這樣光柵的中心波長(zhǎng)漂移就反映了所處溫度場(chǎng)或應(yīng)變場(chǎng)的變化情況，從而達(dá)到測(cè)量的目的。由于光纖光柵中心波長(zhǎng)隨溫度或應(yīng)變的變化關(guān)系是線(xiàn)性的，所以可以非常方便地應(yīng)用在傳感領(lǐng)域。

2、光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò) 光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)是集信號(hào)傳感和傳輸雙重作用于一體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，多個(gè)傳感器需要按照一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組合在一起，并通過(guò)同一個(gè)光電終端來(lái)控制和協(xié)調(diào)工作，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感信號(hào)的探測(cè)、識(shí)別和解調(diào)的功能。

由于光纖光柵是以波長(zhǎng)編碼的方式實(shí)現(xiàn)傳感測(cè)量，因此在傳感網(wǎng)絡(luò)中可以采用光開(kāi)關(guān)切換各個(gè)通道，互相并無(wú)串?dāng)_。各個(gè)通道可以采用相同波長(zhǎng)的光纖光柵傳感器陣列，從而有效的利用了頻帶資源，而各傳感器反射回來(lái)的波長(zhǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)耦合器和可調(diào)諧掃描濾波器后被光電探測(cè)器接收。

當(dāng)傳感器陣列中某個(gè)傳感器所處的環(huán)境（如溫度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)等）發(fā)生改變時(shí)，該傳感器的中心波長(zhǎng)就會(huì)發(fā)生漂移。這種波長(zhǎng)的微小漂移被探測(cè)、采樣并將采樣數(shù)據(jù)送到信號(hào)處理模塊進(jìn)行計(jì)算分析，從而得到傳感器的相關(guān)參量和相應(yīng)的溫度或應(yīng)力的測(cè)量結(jié)果。

 

光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)： 1、全光測(cè)量及遠(yuǎn)距離測(cè)量，不受電磁干擾。
2、準(zhǔn)分布式測(cè)量：?jiǎn)胃饫w可以串接幾十個(gè)光纖光柵傳感器，只需占用解調(diào)設(shè)備的一個(gè)通道。
3、可以與光纖通信網(wǎng)絡(luò)融合，適合在廣闊的地域組網(wǎng)。
4、測(cè)量精度高：測(cè)溫精度±0、5℃，測(cè)溫分辨率0、1℃，測(cè)量應(yīng)變分辨率1μ。
5、實(shí)時(shí)性好：在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的單次測(cè)量時(shí)間最快小于10ms。
6、傳感器檢出量是波長(zhǎng)信息，不受接頭損失、光纜彎曲損耗等因素的影響，對(duì)環(huán)境干擾不敏感。