基于单一倾斜光纤光栅的温度应变同时测量
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作者:
作者单位:

(1.暨南大学 理工学院 广东 广州 510632; 2.暨南大学 电气自动化研究 所 广东 珠海519070)

作者简介:

钱清泉(1936-),男,江苏丹阳市,中国工程院院士,博士生导师,教授,主要从事轨道电 气化与自动化方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

广东省科技计划项目(2013B010401019)和珠海市公共平台项目(2013D0501990002)资助项目 (1.暨南大学 理工学院 广东 广州 510632; 2.暨南大学 电气自动化研究所 广东 珠海519070)


Simultaneous measurement of temperature and strain based on single tilted fiber Bragg grating
Author:
Affiliation:

(1.Institute of Technology,Jinan University,Guangzhou 510632,China; (2.Institute of Electrical Automation,Jinan University,Zhuhai 519070,China)

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    摘要:

    利用光纤光栅分析软件OptiGrating对倾斜光纤光 栅温度与应变传感进行系统的理论仿真,研究发 现,温度、应变的变化都可以引起倾斜光纤光栅的纤芯模和包层模谐振峰的漂移,而且温度 和应变对纤芯 模与包层模的影响是各不相同的。利用倾斜光纤光栅这一特性,提出了一种基于单一倾斜光 纤光栅的温度 与应变同时测量的传感系统,并通过实验进行了验证。在实验中,光电探测器可以将倾斜光纤 光栅的波长的 漂移转换成电压的变化,由此得到了倾斜光纤光栅只受温度变化时,随着温度的变化,示波 器测到其纤芯 模与包层模的电压(峰—峰值)的变化呈线性变化,其斜率分别为0.063mV/℃和0.001mV/ ℃;其只受 应变变化时,随着应变的变化,示波器测到其纤芯模与包层模的电压(峰—峰值)的变化也 呈线性变化, 其斜率分别为0.009mV/με, 0.001mV/με。研究结果将对倾斜光纤光栅的传感应用具 有一定的指导意义。

    Abstract:

    OptiGrating,a type of software for fib er Bragg grating (FBG) analysis,was used for systematic theoretical simulation o f temperature and strain sensingof tilted fiber Bragg grating (TFBG).The results show that the change of both temperature and strain can lead to the drift of harmonic peak of core mode and cladding mode of TFBG,while temperature and strain have different impacts on core mode an d cladding mode.In accordance with such a feature of TFBG,a sensing system based on single TFBG for measuring temperature and strain simultaneously is proposed and then ve rified by experiments. In the experiment,the photo detector is able to transform the wavelength drift o f the TFBG to voltage variations.Thus it can be concluded that the core mode vol tage and clad mode voltage (peak-peak value) both show linear variation with the curve slopes of 0.06339mV/℃ and 0.00189mV/℃,respectively,as only the temperature changes. The core mode voltage and clad mode voltage (peak-peak value) also show linear variation with the curve slopes of 0.00959mV/με and 0.00196mV/με, respectively,as only the strain changes.Our findings can be used to guide the se nsing application of TFBG.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘一民,钱清泉,黄元亮.基于单一倾斜光纤光栅的温度应变同时测量[J].光电子激光,2018,29(4):383~388

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  • 收稿日期:2017-05-09
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  • 在线发布日期: 2018-05-02
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