非均匀应变的影响

如果单个光栅段内的应力不均匀,光谱会如何变化?

当单个光纤布拉格光栅 (FBG) 段内的应力(或应变)不均匀时,其反射光谱会发生显著变化。

具体而言:

  1. 光谱展宽: 最直接的影响是反射光谱会展宽。这是因为光栅的不同部分承受的应变量不同,导致光栅长度上的布拉格波长各不相同。这些不同的波长会同时被反射,从而导致更宽的光谱带宽。
  2. 畸变和不对称: 光谱将不再是干净、尖锐的峰值,而是会变得畸变,并且可能呈现不对称。其形状将取决于光栅上特定的应变分布。
  3. 多峰结构: 在严重不均匀的情况下,特别是存在明显应变梯度时,光谱甚至可能分裂成多个峰。每个峰将对应于光栅内经历相对均匀应变的区域。

虽然展宽光谱的质心或峰值波长可能仍然会随平均应变的变化而移动,但这种不均匀性使得精确的单点应变测量变得困难,并影响传感器的准确性和分辨率。因此,为了获得准确的测量结果,正确安装并确保 FBG 传感区域的应变分布均匀至关重要。

下图是典型的 FBG 应变传感器:


您可以在此处找到有关 FBG 应变传感器的更多技术详细信息:
OFSCN® 合金管封装光纤布拉格光栅应变传感器