光纤光栅监测

❶ 光纤光栅传感器可以用在哪些地方

首先要了解光纤光栅传感器有哪些种类，以及性能指标。
光纤光栅传感器有：应变、位回移、水准、角度、钢答筋、压力、加速度（震动）、温度等等，对应的解调仪目前最大能做到1000hz。
现在常见的应用有：桥梁、隧道、边坡、塔架、高层建筑、钢结构、风电塔筒、高铁等等。
最后，特定的监测应用需要做详细的设计方案。

❷ 光纤光栅传感器主要探测哪些物理量

光纤光栅传感器（Fiber Grating Sensor ）属于光纤传感器的一种，基于光纤光栅的传感过程是通过外界物理参量对光纤布拉格（Bragg）波长的调制来获取传感信息，是一种波长调制型光纤传感器。光纤光栅传感器可以实现对温度、应变等物理量的直接测量。
光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中,对结构同时进行健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等,以监视结构的缺陷情况。
上海紫珊光电技术有限公司自主研发的光线光栅应变计具有精度高（一般为1με，如果是小量程的应变测量，可以达到0.5με）、可靠性高、安装方式多样、使用方便等优点，成功应用于北京中关村某标志性建筑中，布设在钢梁上并埋设在混凝土中对支柱钢梁进行施工过程监测。
光纤光栅传感器采用波长调制方式, 通过探测信号波长的漂移量来测量被测参数的变化。

❸ 请教高手：关于光纤光栅在铁路安全监测中的应用与系统设计

不知道你使用抄光纤光栅是检测铁路系统的什么参数？一般使用光纤光栅检测系统，需将检测的物理量转换为应力、温度、震动等物理量，将物理量的变换转换为光纤光栅的中心波长漂移量，然后通过检测光纤光栅中心波长的变化量和检测物理量之间的线性关系，得到对用的函数曲线，然后根据光纤光栅中心波长变化量转换到检测物理量。一般检测系统由光纤光栅传感器—跳线—解调仪（光学频谱分析仪）等设备组成，可以进行实时检测以及增加报警系统。

❹ 光纤光栅用于传输有什么优势

你是指光纤光栅在传输中用来作色散补偿用吧

❺ 光纤光栅传感器的应用

自从1989年美国的Morey等人首次进行光纤光栅的应变与温度传感器研究以来，世界各国都对其十分关注并开展了广泛的应用研究，在短短的10多年时间里光纤光栅己成为传感领域发展最快的技术，并在很多领域取得了成功的应用，如航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等领域。
1、土木及水利工程中的应用
土木工程中的结构监测是光纤光栅传感器应用最活跃的领域。力学参量的测量对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等的维护和健康状况监测是非常重要的.通过测量上述结构的应变分布,可以预知结构局部的载荷及健康状况.。光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中,对结构同时进行健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等,以监视结构的缺陷情况.。另外,多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络,对结构进行准分布式检测,可以用计算机对传感信号进行远程控制。
2、在桥梁安全监测中的应用
目前, 应用光纤光栅传感器最多的领域当数桥梁的安全监测。斜拉桥斜拉索、悬索桥主缆及吊杆和系杆拱桥系杆等是这些桥梁体系的关键受力构件,其他土木工程结构的预应力锚固体系,如结构加固采用的锚索、锚杆也是关键的受力构件。上述受力构件的受力大小及分布变化最直接地反映结构的健康状况,因此对这些构件的受力状况监测及在此基础上的安全分析评估具有重大意义。
加拿大卡尔加里附近的Beddington Trail 大桥是最早使用光纤光栅传感器进行测量的桥梁之一(1993 年), 16 个光纤光栅传感器贴在预应力混凝土支撑的钢增强杆和炭纤复合材料筋上,对桥梁结构进行长期监测, 而这在以前被认为是不可能。德国德累斯顿附近A 4 高速公路上有一座跨度72 m的预应力混凝土桥, 德累斯顿大学的Meis－sner 等人将布拉格光栅埋入桥的混凝土棱柱中, 测量荷载下的基本线性响应, 并且用常规的应变测量仪器作了对比试验, 证实了光纤光栅传感器的应用可行性。瑞士应力分析实验室和美国海军研究实验室, 在瑞士洛桑附近的V aux 箱形梁高架桥的建造过程中, 使用了32个光纤光栅传感器对箱形梁被推拉时的准静态应变进行了监测, 32个光纤光栅分布于箱形梁的不同位置、用扫描法- 泊系统进行信号解调。
2003年6月，同济大学桥梁系史家均老师主持的卢浦大桥健康检测项目中，采用了上海紫珊光电的光纤光栅传感器，用于检测大桥在各种情况下的应力应变和温度变化情况。
施工情况：整个检测项目的实施主要包括传感器布设、数据测量和数据分析三大步。在卢浦大桥选定的端面上布设了8个光纤光栅应变传感器和4个光纤光栅温度传感器，其中8个光纤光栅应变传感器串接为1路，4个温度传感器串接为1路，然后通过光纤传输到桥管所，实现大桥的集中管理。数据测量的周期根据业主的要求来确定，通过在桥面加载的方式，利用光纤光栅传感网络分析仪，完成桥梁的动态应变测试。
3、在混凝土梁应变监测中的应用
1989年, 美国Brown University 的Mendez 等人首先提出把光纤传感器埋入混凝土建筑和结构中, 并描述了实际应用中这一研究领域的一些基本设想。此后, 美国、英国、加拿大、日本等国家的大学、研究机构投入了很大力量研究光纤传感器在智能混凝土结构中的应用。
在混凝土结构浇注时所遇到的一个非常棘手的问题是: 如何才能在混凝土浇捣时避免破坏传感器及光缆。光纤Bragg光栅通常写于普通单模通讯光纤上, 其质地脆, 易断裂, 为适应土木工程施工粗放性的特点, 在将其作为传感器测量建筑结构应变时,应采取适当保护措施。
一种可行的方案是：在钢筋笼中布置好混凝土应变传感器的光纤线路后, 将混凝土应变传感器用铁丝等按照预定位置固定在钢筋笼中, 然后将中间段用纱布缠绕并用胶带固定。而对粘贴式钢筋应变传感器一般则用外涂胶层进行保护。
2003年9月，上海紫珊光电技术有限公司自主研发的光纤光栅传感应变计埋设于混凝土中对北京中关村某标志性建筑进行静态应变测量。上海紫珊光电技术有限公司自主研发的光线光栅应变计具有精度高（一般为1με，如果是小量程的应变测量，可以达到0.5με）、可靠性高、安装方式多样、使用方便等优点，成功应用于北京中关村某标志性建筑中，布设在钢梁上并埋设在混凝土中对支柱钢梁进行施工过程监测。
4、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。传感器的精度可以到达±0.1%F·S。光纤安装在传感器内部，由于光纤纤芯折射率的周期性变化形成了FBG，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FBG。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。
5、在公路健康检测中的应用
公路健康监测必要性：
交通是与人们息息相关的事情，同样也是制约城市发展的主要因素，可以说交通的好坏可以直接决定一个城市的发展命运。每年国家都要投入大量资金用在公路修建以及维护上，其中维护费用占据了很大一部分。即便是这样，每年仍然有大量公路遭到破坏，公路的早期损坏已成为影响高速公路使用功能的发挥和诱发交通事故的一大病害。，而破坏一般都是因为汽车超载，超速以及自然原因引起的，并且也和公路修建的质量有很大关系。所以在公路施工过程以及使用过程中进行健康检测是非常有必要的。现在的公路一般分三层进行施工，分为底基层、普通层和沥青层，在施工过程中埋入温度以及应变传感器可以及时得到温度以及应变的变化情况，对公路质量进行实时监控。详细了解施工材料的特点以及影响施工质量的因素。

❻ 光纤光栅传感器

TGW光纤光栅感温火灾探测系统产品简介
目前国内外应用的光纤光栅传感技术由于受到光源带宽限制，一根光纤上光栅复用数量极为有限(不超过30个)，无法满足火灾探测所需测点需求。理工光科姜德生院士发明的编码光纤光栅、全同光纤光栅等多项专利技术，突破了传统光纤光栅产品所受技术瓶颈，能在一根光纤上制备数百个光栅测点，充分满足了石油石化、电力、隧道交通等行业中火灾探测的实际需求。同时，理工光科打破国外对光纤光栅波长解调的核心技术与器件长期以来的技术封锁，是目前国内唯一具有全套光纤光栅自主知识产权的单位，推出的廉价低速、中速、高速三类光纤光栅波长解调仪器，成功解决了不同行业领域的实际工程需要。

基此之上，理工光科率先将光纤光栅传感技术应用于石油石化、电力、隧道交通等行业中火灾探测报警，开发的TGW光纤光栅感温火灾探测系统经国家权威部门鉴定，属国内外首创，居国际领先水平，被评为国家重点新产品，2006年荣获国家公安部科学技术一等奖，2007年荣获国家技术发明二等奖。

部分业绩：
★世界跨度最大、承受荷载最重公铁两用斜拉桥长期安全监测—武汉天兴洲长江大桥
★世界规模最大公路隧道火灾安全监测—秦岭终南山隧道
★世界最高面板坝渗漏与结构长期安全监测—清江水布垭电站大坝
★国家四大战略储备油库火灾报警
★中石化90%大型油罐火灾报警
★我国第一条海底隧道火灾与结构安全监测—厦门翔安海底隧道
★国内最大隧道群火灾报警—沪蓉西高速公路隧道群
★三峡工程重点文物保护工程结构安全监测—白鹤梁文物保护工程结构安全在线监测
★武汉某电力研究所电力装备温度监测
系统技术特点：
 1、无电检测、本质安全防爆；
 2、采用光栅进行信号检测，信号数字化，不受光强起伏变化干扰，检测精确度高；
 3、按波长的不同设置防火分区，同步检测，真正实现实时监测；
 4、实现差定温复合报警，报警准确可靠；
 5、系统具有自检功能，可实时监测自身运行情况并输出故障报警声光信号；
 6、采用光纤传输信号，抗电磁干扰，运行稳定性好；
 7、信号衰减小，可远距离传输，实现远程监控；
 8、系统组成方便灵活，各检测系统相对独立，结构紧凑，安装维护方便；
 9、抗腐蚀性好，不怕潮湿，使用寿命长。
主要产品技术参数：
1、TGW-100光纤光栅感温火灾探测器
TGW-100光纤光栅感温火灾探测器
工作温度 -40℃~120℃
测量范围 0℃～100℃
报警温度误差 ±2.5℃
光缆传输距离 ≥25km
最小弯曲半径 300mm
2、TGW-100C光纤光栅感温火灾探测信号处理器
报警方式 差、定温复合、可复位
工作电源 24VDC
工作电流 <360mA
工作温度 0℃~40 ℃
外型尺寸 160mm×80mm×400mm (宽×高×深)
报警温度设定范围 65 ℃~95 ℃
输出信号 0.3A/30VDC无源触点9路
Rs422通讯信号、4~20mA信号
4、TGW-100D光纤光栅感温火灾探测信号处理器
报警方式 差、定温复合、可复位
工作电源 24VDC
工作电流 <750mA
工作温度 0℃~40 ℃
光 通 道 四路光纤同步运行
外型尺寸 450mm×130mm×290mm(宽×高×深)
报警温度设定范围 65 ℃~95 ℃
输出信号 4路温度报警开关信号、4路自检故障报警开关信号、RS485/232通讯信号。通过火灾报警控制器和上位计算机可实现分区温度显示、分区温度报警和各光路故障报警。

5、四通道通用型与高速光纤光栅波长解调器
四通道通用型与高速光纤光栅波长解调器主要由五个部分组成：第一部分为宽带光源；第二部分为可调法布里－珀罗滤波器；第三部分为四通道传感信号接入光路；第四部分为数字信号处理及放大电路；第五部分为计算机及软件分析处理系统。其技术特点是内部核心解调器使用自行研制的“多通道角度调谐光纤法布里－珀罗滤波器”。同时，利用光纤分路器代替光开关，可以进行同步扫描，提高了扫描速度。高速光纤光栅解调仪频率可达到300Hz，高于国外250Hz的速度水平。
这两种光纤光栅波长解调器适用于光纤光栅温度传感器、光纤光栅应变传感器、光纤光栅压力传感器等各类光纤光栅传感器的信号检测，是光纤光栅传感器工业化应用与光纤光栅传感技术研究的必备设备。

❼ 用光纤光栅传感器如何测沉降量可以通过测应变来间接测沉降吗

TGW光纤光栅感温火灾报警系统的原理
光纤光栅是TGW光纤光栅感温火灾报警系统中的核心部件之一，它是利用光纤芯层材料的光敏特性，通过紫外准分子激光器采用掩模曝光的方法使一段光纤约8mm光纤纤芯的折射率发生永久性改变，折射率的改变呈周期性分布，形成布喇格光栅结构，如图1所示。

图1 光纤光栅原理示意图
光纤芯层原来的折射率为n2，被紫外光照射过的部分的折射率变为n2’，折射率的分布周期d就是光纤光栅的栅距；当宽带光通过光纤光栅时，满足布喇格条件的波长被光栅反射回来，其余波长的光透射，反射光波长随光栅栅距d的改变而改变。由于光栅栅距d对环境温度非常敏感，因此，通过检测反射波长的变化可以计算出环境温度的改变量。
反射光波长的改变量通过信号处理器来检测，它是TGW系统中的另外一个核心部件。TGW系统中的信号处理器采用可调法布里－珀罗腔技术进行波长检测。当信号处理器检测到光纤光栅的反射波长出现异常，它会发送报警信号给火灾报警控制器，火灾报警控制器再发出采取措施的信号，如图2所示。

图2 火灾报警信号传输示意图
在传统的光纤光栅系统中，如图3（a）所示，由于光栅的反射光具有一定带宽（其3 dB带宽一般为0.2 nm），而光纤光栅的复用方式为波分复用，因此，在光源带宽的限制下，传感器探头的复用数量非常有限，一般只有15-30个左右，不能满足隧道的应用需求。

图3（a） 传统复用方法示意图

图3（b） 混合复用方法示意图
武汉理工光科股份有限公司的TGW光纤光栅感温火灾报警系统将传统波分复用技术和全同光纤光栅复用技术结合，使用波分复用与全同光纤光栅混合复用方法，解决了隧道火灾报警的难题。
隧道的火灾监测和报警系统中，按照国家相关规范，要进行防火分区的划分，一般50-100米为一个防火分区，这个区域某个监测点处发生火灾，整个区域的火警系统必须启动。波分复用与全同光纤光栅混合复用的方法如图3（b）所示，系统将隧道分为多个防火分区，不同防火分区以全同光栅的波长1,2…n进行区分，每个区域的长度为50－100米。1,2…n中每一个波长对应的防火分区内有许多监测点，同一防火分区的所有监测点采用全同光栅，通常100米的监测区布设10～15个监测点，这些监测点上的光纤光栅的反射波长都等于该区域的对应波长。如果系统检测到i波长产生了移动，就表明它所监测的防火分区的温度发生了变化，若温度变化超过了设定值，系统就会报警。通过这种混合复用的方法，大大增加了系统的测量距离和测量点数，使之能够应用到长距离的隧道工程中去。

❽ 怎样分辨光纤光栅传感器的性能好坏

这要看你的光纤传感器是用于监测什么指标，比如监测温度的传感器，就通过测试他的温度监测灵敏性和工作温度范围来判断

❾ 您是做光纤传感器的是吗对于桥梁监测系统来说，整套传感器都使用光纤光栅式的费用很贵吧

桥梁结构监测系统，可分为2大部分：数据监测及采集、数据分析及管理，您说的应该是第一部分，价格贵与便宜需要有对比和具体的监测对象：
光纤光栅传感器价格比较便宜，主机相对比较贵，如果监测对象监测点位较多，那么光纤光栅是比较合适的了，1台主机可以带几百个点的监测。
建议还是具体问题具体分析。

❿ 光纤传感技术在管道泄露监测中的应用，分布式光纤和光纤光栅是两种技术吗什么区别联系

分布式光纤和光纤光栅是两种技术，两者都是通过检测管道周边的振动或温度变化来监控管版道是权否泄露，光纤光栅传感器中光纤只是其传输作用监控的只有光栅周边一定范围（范围与光栅封装方案和你的敷设方式有关）内的振动和温度变化，监控地点比较专一而且使用距离一般比较短。但是单点的灵敏度比较高。分布式光纤是以光纤为传感器所以监控比较有力只要敷设了光纤的部分都可以监控，而且使用长度一般会比光纤光栅传感器长很多，但是其获得的效应是在一定范围内的平均值单点的敏感度较弱。