高双折射光纤光栅的温度/应变解耦方法的研究文献综述

 2024-06-18 03:06
摘要

高双折射光纤光栅(HiBi-FBG)作为一种重要的光纤传感元件,在温度和应变测量领域展现出巨大的应用潜力。

然而,温度和应变的交叉敏感性严重限制了HiBi-FBG的测量精度和实际应用。

为了解决这一难题,研究人员致力于开发各种温度/应变解耦方法,以实现对温度和应变的独立测量。

本文首先介绍了HiBi-FBG的传感原理和温度/应变交叉敏感机理,然后重点综述了近年来国内外提出的主要温度/应变解耦方法,包括基于波长偏移、偏振态和神经网络等方法,并对各种方法的优缺点进行了比较分析。

最后,展望了HiBi-FBG温度/应变解耦技术的发展趋势,并对其应用前景进行了展望。


关键词:高双折射光纤光栅;温度/应变解耦;交叉敏感;波长偏移;偏振态;神经网络

1.引言

随着光纤传感技术的快速发展,光纤光栅(FBG)凭借其体积小、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优点,在结构健康监测、航空航天、石油化工等领域得到了广泛应用[1]。

高双折射光纤光栅(HiBi-FBG)作为一种特殊的FBG,其纤芯内存在两个相互正交的偏振主轴,对应两个不同的谐振波长。

当温度或应变发生变化时,HiBi-FBG的两个谐振波长都会发生漂移,从而实现对温度和应变的同时测量[2]。


然而,HiBi-FBG的温度和应变响应之间存在着严重的交叉敏感性,即温度变化会导致应变测量误差,反之亦然。

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