光纤Bragg传感器犹如夜空中的北极星为工业监测提供精准指引

通过对光纤Bragg光栅的研究,我们可以了解到它是以FBG作为敏感元件的功能型光纤传感器,有着广泛的应用领域。当该传感器受温度、应变等外界参量的作用时,Bragg波长会发生相应的漂移,因此,研究FBG传感器的关键问题是如何精确测量FBG反射波长漂移量。

为了提高Bragg波长漂移量的测量精度,本文提出了基于F-P可调谐滤波器和波长基准器,采用插值-相关谱法处理技术,即首先在原始光谱中每相邻两点间线性插入一些点,再利用相关谱法得到Bragg波长漂移量。这种方法不但可以有效抑制噪声,而且能精确地测量Bragg波长漂移,从而实现高精度地测量温度、应变等外界参量。

实验结果显示,在没有插值的情况下,用相关谱法进行解调,其标准差为0 nm;在没插值的情况下用峰值法,其标准差为0.042 41 nm;而采用插值-谱相关法(每相邻点间线性插值8点),其标准差为0.002 14 nm。这表明,与峰值检测方法相比,结合了线性插值和频谱相关计算后的解调系统能够显著提高分辨力,并且减少误差。

进一步分析表明,当每相邻两点之间增加至12个插入点时,可以达到1 pm以上的分辨力,而超过这个数目将无法再次提升。在温度传感实验中,该系统能够提供±0.2℃左右的测温误差,这对于许多实际应用来说是一个非常令人满意的情形。总之,该方法不仅提高了信号质量,还降低了噪声水平,使得我们能够更好地理解并控制周围环境。

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