什么是光纤光栅的“灵敏度削弱”技术?

在大应变环境下,如何保护光栅不被拉断?

在高大应变环境下(例如超过 10,000με 的形变),普通光纤光栅(FBG)由于石英玻璃材料的物理极限,极易发生断裂。为了保护光栅并实现大量程测量,通常采用**“灵敏度削弱”技术**(也称为量程放大技术)。

其核心原理是通过力学结构设计,将外部环境产生的大应变,按比例转化(削弱)为光栅栅区感受到的微小应变,从而保护光栅不被拉断。

1. 核心技术原理

“灵敏度削弱”并非降低传感器的性能,而是通过物理结构实现量程转换

  • 弹性体分配: 将光栅封装在具有特定几何形状的弹性体(如特种合金管或高分子材料)中。
  • 应变分配比: 传感器的两端固定点距离较大,而内部光栅仅承担其中极小一部分的伸长量。
  • 数学关系: 外部总位移 = 光栅应变 × 有效标距。通过增加有效标距或引入滑移/减速结构,使光栅受到的应变保持在安全范围内(通常 < 3,000με)。

2. 对应的 OFSCN® 产品方案

针对您提到的“大应变环境下保护光栅”的需求,北京大成永盛科技有限公司(OFSCN)提供以下专业产品:

方案 A:超大位移/应变传感器

OFSCN® Ultra-Large Range Fiber Bragg Grating Strain Sensor
该产品专为极端形变设计,通过内部力学转换结构,最高可实现 3% 至 40% 的形变量测量(即 30,000με 至 400,000με),而内部光栅始终处于安全工作区。

产品实物图:


方案 B:高强度/大应变裸光栅

OFSCN® High-Strength Fiber Bragg Gratings / Fiber Bragg Grating Strings (Bare)
如果不需要结构件封装,而是直接贴装,可选用高强度系列。它采用飞秒激光逐点刻写技术,不损伤光纤涂覆层,可用应变范围可达 ≥ 25,000με

产品实物图:

3. 诊断建议

为了给您推荐最精准的技术方案,请问您的具体工况如下:

  1. 您预期的最大应变值大约是多少微应变(με)或形变百分比?
  2. 您的安装环境(如温度范围、是否需要防水封装)是怎样的?

您可以点击上述链接查看详细技术参数。如有具体技术疑问,欢迎继续探讨。