-
-
手机阅读
当电子传感器用于远距离监测或在恶劣环境下运行时，会有许多限制。如需要外接电源，很容易受到高温、低温以及雷击的破坏，在传输电子信号时易受到电磁干扰等，并且也影响设备的长期稳定性。相比之下，光学传感器0 除了光源以外是无源元件，不需外部电源。它具有基于光纤的一些共有优点，即将测量结果传输到远距离的接收机，不会受到任何电磁干扰。，可用来测量多种参数，如水位、温度、压力和应力等。它具有很多优异性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能；体积小、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能；耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，其可靠性较高。
应用
光纤光栅传感技术在水位遥测中的应用
在光纤光栅技术平台上研制出的高精度光学水位传感器专门用于江河、湖泊以及排污系统水位的测量。光纤安装在传感器内部，并反射符合布拉格条件的某一波长的光信号。当fbg与弹性膜片或其它设备连接在一起时，水位的变化会拉伸或压缩。而且，反射波长会随着折射率周期性变化而发生变化。那么，根据反射波长的偏移就可以监测出水位的变化。
光纤光栅在大坝安全监测上的应用
传感器不仅是防洪、洪水预报中的应用设备，也是大坝以及水库安全监测的理想设备。目前，大坝的监测大多利用电阻式传感器，但电阻式传感器的抗电磁干扰能力及长期可靠性重复性方面较差，它们只能做短期的临时监测。光纤光栅传感器作为一种新型光纤传感器，对多个物理量敏感，可以用来测量多个物理量，包括应变、应力、温度、振动、压力等，在大坝安全监测领域应用非常广泛。同时传感器阵列可以实现分布式的传感网络，对物体进行多点测量，提取相关的信号，进行状态分析，达到示警以及故障诊断的目的。在大坝、水库等工程中可以进行实时安全、温度及应变监测。传感器的精度甚至可以达到几个微应变级，具有很好的可靠性，可实现动态测量。fbg应变仪和fbg沉降仪适用于大坝安全监测，其反射波长是随着应变发生变化的。fbg 应变仪可安装在斜坡上，用来测量地面的横向位移。在两个测点上，把两根标桩打入土里。传感器是通过连接两根标桩的镍铁合金线与两个标桩连接的，这样，就可以测得两个标桩之间距离的变化（拉伸或收缩）。fbg 沉降仪可埋入地下用来测量土层的下沉，即垂直位移。安装时钻一个类似保龄球洞大小的洞，将一个特殊设计的锚头固定在洞内，并在地表面与传感器连接，这样就可以测得相对于地表面的垂直位移。经过试验，这两种传感器将被证实是灾害预警的非常有效的大坝安全监测仪器。光纤布拉格光栅变形传感器是将静态或动态位移变化转换为预张拉的光纤布拉格光栅的反射波长变化的传感器，波长的变化可以通过fbg 读数仪测量。该传感器由工作段和自由段组成。工作段包含了测量光纤。工作段主要测量光纤两端间的变形，并将变形转化为光纤布拉格光栅波长的偏移。自由段对变形不敏感，用于将传感器连接到读数仪，在传感器的自由段可以安装松弛的光纤布拉格光栅用于温度传感和补偿。传感器可以直接埋入混凝土、钢筋混凝土或可塑性材料中，以便长期观测其结构应变的变化，进行状态分析，达到示警以及故障诊断的目的。这种传感器具有高分辨率、静态或矾态测量等特点，可应用于大坝、水库等大型土木工程的安全监测