光纤光栅：工程动态监测中的高速复用技术应用

在光纤光栅传感器的实际应用中，封装技术是决定其测试方向与性能的核心要素。通过对封装材料、结构的巧妙设计，可将光纤光栅的波长漂移特性，精准转化为对温度、应变、压力等不同物理量的高灵敏度响应。

图1 传感器工作原理图

其核心原理在于，通过采用不同物理特性的封装结构，能够有选择性地放大或隔离外界各种物理量对光纤光栅的作用效果。具体而言，弹性模量较低的柔性封装材料能够将外界施加的压力有效转换为内部应变，这种应变会通过封装层间接传递并作用于光纤光栅的栅区；而具有良好导热性能的封装材料则能够显著增强外界温度变化对光栅的影响，使温度信号能够更高效地传导至光栅敏感区域。这种差异化的封装设计使得光纤光栅传感器能够针对不同物理量实现选择性的敏感响应。

图2 一种振弦传感器的封装方式

在实际应用中，武汉市瑞利光测科技有限公司通过创新封装技术，赋予FGI系列产品卓越性能。在温度传感器方面，采用高导热系数的金属陶瓷封装材料，使温度变化迅速传导至光栅，大幅提升响应速度，测温精度可达±0.1℃，满足高精度环境监测需求。应变传感器采用柔性基底封装，通过优化基底与光栅的贴合工艺，使应变传递效率高达98%，分辨率达1με，适用于桥梁、建筑等结构健康监测。压力传感器则采用特殊弹性膜片封装，膜片在压力作用下产生形变，精准传递至光栅，量程范围覆盖0-100MPa，可应用于石油管道、液压系统等压力监测场景。

图3 压力传感器监测管道泄露

封装技术的创新为光栅传感器带来更广泛的应用空间。未来，随着智能材料与微纳制造技术的发展，封装设计将更趋向于多功能集成、自校准与自适应。瑞利光测科技也将持续深耕，推动FGI系列产品向更高精度、更宽量程发展，为工业监测、生物医疗等领域提供更先进的传感解决方案。