什么是 FBG？

更新時(shí)間：2025-03-10

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FBG 是通過用激光照射光纖內(nèi)部形成的衍射光柵。

光纖布拉格光柵的縮寫，安裝在光纖芯的內(nèi)部。 FBG 是一種衍射光柵，它僅反射光纖內(nèi)部傳播的各種波長(zhǎng)的光中與 FBG 的條紋周期（折射率）相匹配的各種波長(zhǎng)的光。

這些條紋的周期由于施加壓力引起的變形以及溫度引起的膨脹和收縮而發(fā)生變化。反射光的波長(zhǎng)也隨之變化，因此與詢問器結(jié)合使用時(shí)，可用作傳感器來(lái)測(cè)量壓力、應(yīng)變、溫度等。

FBG 的應(yīng)用

FBG 在高低溫、高輻射、高真空等惡劣的測(cè)量環(huán)境下極為有效。具體用例包括高壓發(fā)電機(jī)中的振動(dòng)和溫度控制以及變壓器中的熱點(diǎn)監(jiān)控。在傳統(tǒng)傳感器技術(shù)無(wú)法應(yīng)用的測(cè)量環(huán)境中，F(xiàn)BG 是一種有用的替代方案。

其他用途包括監(jiān)測(cè)風(fēng)力渦輪機(jī)葉片、監(jiān)測(cè)飛機(jī)燃料箱的負(fù)載、監(jiān)測(cè)核反應(yīng)堆內(nèi)部的變形以及監(jiān)測(cè)航天器。即使需要大量傳感器或需要將傳感器安裝在很長(zhǎng)的距離上，也可以使用 FBG 進(jìn)行測(cè)量。

光纖光柵的原理

FBG 傳感器通過測(cè)量光來(lái)測(cè)量和量化由于溫度和壓力引起的應(yīng)變變化。這些參數(shù)是通過獲取反射光并測(cè)量其特性來(lái)計(jì)算的。通過重新計(jì)算從光獲得的數(shù)據(jù)，可以檢測(cè)到溫度、應(yīng)變和壓力信息。 FBG 作為直接元件，直接檢測(cè)應(yīng)變和溫度。

此外，F(xiàn)BG 還與詢問器一起使用。詢問器測(cè)量反射光的波長(zhǎng)強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)值。該系統(tǒng)利用預(yù)定系數(shù)根據(jù)獲得的波長(zhǎng)信息計(jì)算溫度、應(yīng)變和壓力。

通過這種方式，最終可以得出溫度、應(yīng)變和壓力，但通過FBG檢測(cè)元件直接獲得的參數(shù)是反射光的波長(zhǎng)。

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