感知压力的“光纤神经”:光纤光栅压力传感器

2025-02-18 15:58

在工业自动化和结构健康监测领域,压力测量至关重要。而传统电子传感器在高压、强电磁干扰等恶劣环境下往往“力不从心”。这时,光纤光栅压力传感器便以其独特的优势脱颖而出,成为感知压力的“光纤神经”。

光纤光栅压力传感器的核心在于光纤布拉格光栅(FBG)。 FBG是利用紫外激光在光纤纤芯内形成周期性折射率调制的一种微型光学器件,它就像光纤内部的“条形码”,能够反射特定波长的光,而反射波长会随着外界环境的变化而发生漂移。

图片1.png


1 FBG工作原理图


压力感知的奥秘

当光纤光栅压力传感器受到压力作用时,光纤会产生微小的形变,导致FBG的周期和有效折射率发生变化,从而引起反射波长的漂移。通过高精度解调仪检测反射波长的变化量,即可精确计算出外界压力的大小。

坚固的“盔甲”——封装技术

为了确保光纤光栅压力传感器在各种复杂环境下稳定工作,需要对其进行特殊的封装保护。常见的封装方式包括:

金属管封装:将光纤光栅粘贴或焊接在金属管内,利用金属材料的刚性传递压力,并保护光纤免受机械损伤。

聚合物封装: 使用弹性聚合物材料包裹光纤光栅,适用于测量微小压力和动态压力。

特殊结构封装:针对特定应用场景,设计特殊的封装结构,例如用于高温高压环境的陶瓷封装等。

光纤光栅压力传感器优势

抗电磁干扰:光纤传感器完全不受电磁干扰影响,适用于高压变电站、雷达站等强电磁环境。

高精度测量: 可实现微应变级别的高精度测量,满足精密工业控制需求。

长期稳定性好:光纤材料耐腐蚀、抗疲劳,能够长期稳定工作。

分布式测量:一根光纤上可串联多个FBG,实现多点分布式压力测量。

应用领域

工业自动化:石油化工、电力能源等行业的压力管道、储罐监测。

土木工程:桥梁、隧道、大坝等大型建筑的结构健康监测。

航空航天:飞机机翼、发动机等关键部件的应力应变监测。

医疗领域:生物医学压力测量,如颅内压、眼压等。

图片2.png

FBG压力传感器在航空航天领域的应用

作为高速光纤光栅解调仪的专业制造商,我们致力于为客户提供高精度、高可靠性的光纤光栅压力传感器解决方案,为工业自动化和结构健康监测领域保驾护航!


相关设备:FGI 高速光纤光栅解调仪