光纤传感、光纤光栅、光纤光栅传感

光纤传感技术

由于光纤不仅可以作为光波的传输媒质，而且光波在光纤中的传播时表征光波的特征参量（振幅、相位、偏振态、波长等）因外界因素（如温度、压力、磁场、电场、位移等）的作用而间接或直接地发生变化，从而可将光纤用作传感器元件来探测各种待测量（物理量、化学量和生物量），这就是光纤传感器的基本原理。

光纤传感技术的分类

光纤传感器可以分为传感型（本征型）和传光型（非本征型）两大类。利用外界因素改变光纤中光的特征参量，从而对外界因素进行计量和数据传输的，称为传感型光纤传感器，它具有传感合一的特点，信息的获取和传输都在光纤之中。传光型光纤传感器是指利用其它敏感元件测得的特征量，由光纤进行数据传输，它的特点是充分利用现有的传感器，便于推广应用。这两类光纤传感器都可再分成光强调制、相位调制、偏振态调制和波长调制等几种形式。

光纤传感器的特点

1、 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全。
2、 灵敏度高。
3、 重量轻、体积小、可挠曲。
4、 测量对象广泛。
5、 对被测介质影响小，可用于航空航天的复合材料中。
6、 便于复用，便于成网。
7、 综合性价比高。

光纤光栅

光纤光栅是光纤纤芯折射率受到永久的周期性微扰而形成的一种光纤无源器件，它能将入射光中某一特定波长的光部分或全部反射。

光纤光栅传感

通过拉伸和压缩光纤光栅，或者改变温度可以达到改变光纤光栅的周期和有效折射率从而达到改变光纤光栅的反射波长的目的。反射波长和应变、温度、压力物理量成线性关系，根据这些特性，可将光纤光栅制作成应变、温度、压力、加速度等多种传感器。

光纤光栅技术的应用

光纤光栅传感器应用十分广泛，并且特别适合于强电磁场、腐蚀等恶劣或特殊的环境中。他的主要应用范围如下：

1 土木工程：如桥梁、大坝、岸堤、大型钢结构等的健康安全监控
2 航天工业：如飞机上压力、温度、振动、燃料液位等指标的监测
3 船舶航运业：如船舶的损伤评估及早期报警
4 电力工业：由于光纤光栅传感器根本不受电磁场的影响，所以特别适合于电力系统中的温度监控
5 石油化学工业：光纤光栅本质安全，特别适合于石化厂、油田中的温度、液位等的监控
6 遥测核磁共振机中实地温度，可进行心脏有效率的测量等
7 核业中的应用：监视废料站的情况，监测反应堆建筑的情况等
8 光纤光栅还可以应用于水听器、机器人手臂传感、安全识别系统等