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 光纤光栅传感技术的应用 |
1、在高精度测温领域的应用
光纤光栅的温度灵敏度系数约为10pm/℃左右，目前品傲光电科技的光纤光栅传感网络分析仪的测量分辨率为1pm，绝对精度为±3pm，因此，未经过封装的光纤光栅直接用于温度测量时其温度分辨率为0.1℃左右，测温精度为±0.3℃。
通过双金属温度增敏封装后的光纤光栅温度传感器其温度灵敏度系数可达100pm/℃，其测温分辨率为0.01℃，测温精度优于0.1℃。
2、在高分辨率应变（如地层变形）测量领域的应用
光纤光栅的应变灵敏度系数约为1.2pm/me左右，目前光纤光栅传感网络分析仪的测量分辨率为1pm，绝对精度为±3pm，因此，未经过封装的光纤光栅直接用于应变测量时其应变分辨率为0.83me左右（即可以探测8.3×10－7的应变变化）。
通过机械增敏封装后的光纤光栅应变传感器其应变灵敏度系数可达1200pm/me，其应变分辨率为0.00083me左右（即可以探测8.3×10－10的应变变化）。
其实现原理是利用刚性锚杆将锚头与安装基座之间的相对位移传递给位于传感器保护罩内的应变测量敏感元件――光纤光栅。由于光纤光栅的自身长度只有6～10mm，应变分辨率为10-6；通过调节安装基座与锚头之间的刚性锚杆的长度，例如1m到10m，可以使光纤光栅的应变分辨率提高到10-8～10-9量级。
3、在高分辨率液位测量领域的应用
未经封装的光纤光栅可以承受超过3000me的拉应变及超过20000me的压应变。采用预压封装结构的光纤光栅，可以在－5000me～＋5000me范围内获得良好的应变测量特性，且分辨率小于1me。因此，利用金属应变原理，采用经处理的金属圆形平膜片做为弹性体，在水压力的作用下金属园形平膜片带动光纤光栅产生拉伸或压缩变形。通过测量光纤光栅产生的应变量来计算得出水压力值。
通过采用通气光缆将背压面通出水面接通大气，这样在传感器的正压和背压两面的大气压力就可以相互抵消；波浪、浪速的影响则采用增加阻尼装置加以解决，光纤光栅压力传感器自身基本不产生零点漂移。水密度的变化因素主要有大气压力、水温、盐度及其他可溶性物质，水温的变化可以通过光纤光栅压力传感器内部的温度补偿光栅来测量并实时修正，由于可溶性物质导致的水密度变化对测量产生的影响可以通过现场标定后消除。
通过上述误差修正后，可以计算得出被测液位的实时变化情况，在量程为±5m范围内分辨率可达1mm。
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