一、項目簡介
光纖光柵傳感器具有響應快、可分布式測量、并行傳輸容量大、抗電磁干擾 等特點,適用于應變、溫度、應力等多種參量的測量。傳統的光纖光柵由光敏光纖制備,其折射率調制是由于色心的產生形成的。在 400℃以上這種光柵結構就 被擦除,無法應用在高溫環境下。
本項目針對傳統光纖光柵溫度傳感器的上述不足,采用超短脈沖微納加工技 術結合特殊封裝工藝制備可用于高溫環境下的光纖光柵溫度傳感器。
二、產品性能優勢
1.耐高溫光纖光柵的刻寫
(1)采用超短脈沖激光作為光源取代傳統的紫外光光源,基于超短脈沖激 光與光纖材料的非線性作用誘導材料產生永久折射率改變,解決傳統光纖光柵結 構的高溫消退問題,可對任何材料的光纖進行直接刻寫。
(2)工藝簡單,不需要對光纖進行載氫增敏處理;
(3)在玻璃轉化溫度高的光纖中直接刻寫光纖光柵,克服傳統石英光纖熔 點低的限制。實驗室已經具備加工反射率90%以上的光纖布拉格光柵的條件,加 工的石英光纖布拉格光柵在 1000℃的環境下保持 1 小時反射率仍保持在常溫反 射率的90%,相關參數接近國際報道最好水平。
2.耐高溫光纖光柵的封裝
分為管式封裝與片式分裝,解決傳統光纖光柵封裝方法不耐高溫的問題。
(1)管式封裝(探頭式)
利用耐高溫管材保護光柵結構,并在低溫區粘接。簡單方便、可以手持、耐溫性能好。
(2)片式封裝(分布式)
采用耐高溫的金屬涂層光纖,可在一根光纖上同時實現多點傳感。
3.解調系統
(1)實時顯示并保存溫度變化;
(2)多通道掃描多點傳感解調;
(3)實時顯示并保存 FBG 反射光譜;
(4)基于 Visual Studio 2015 平臺開發。
(5)誤差小于 4‰。
三、市場前景及應用
可應用于冶金、煤炭、石油、化工等高溫領域。在隧道、橋梁、大壩 發電站、變電站、儲油基地、各類倉庫、化工廠高層建筑、航天工業等領 域都有著重要的應用。
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