FBG系统的空间分辨率

在准分布式传感中,限制两个相邻光栅之间最小距离的因素是什么?

在准分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感系统中,两个相邻FBG传感器之间的最小距离主要受光谱分离光栅的物理长度的限制。

  1. 光谱分离: 每个FBG都会反射一个特定的布拉格波长。为了确保光学解调仪能够唯一地识别和跟踪每个FBG,它们的布拉格波长在光谱中必须有足够的分离。这种分离必须考虑:

    • FBG带宽: 每个FBG反射光谱的半峰全宽(FWHM)。
    • 预期的波长漂移: 由于测量参数(例如应变或温度)引起的预期的最大波长漂移。如果这些漂移导致相邻FBG的光谱重叠,就无法准确区分它们的个体响应。
    • 解调仪波长范围和分辨率: 单根光纤上可复用的FBG总数受限于解调仪可用的波长扫描范围,而分辨率决定了波长可以多么紧密地排列。
  2. 物理光栅长度: 虽然光谱分离通常是传感距离的主要决定因素,但FBG本身具有物理长度(通常为几毫米到几厘米)。在物理上,两个FBG的间距不能小于它们的各自长度,再加上任何必需的引出/引入光纤和封装。

对于需要紧凑、密集排列的应变测量应用,OFSCN提供了解决方案,例如

OFSCN®聚合物封装光纤布拉格光栅应变传感器(直径0.7毫米/1.2毫米)

。这些传感器设计有小直径,以便在狭小空间内集成。

以下是FBG应变传感器的示例: