光纤光栅土压力传感器

1.1 概述：
光纤光栅土压力计可用来测量填土和堤坝的总压力。光纤光栅土压力计主要是由压力盒和压力敏感元件两部分组成。其测量原理如下：压力盒将其所感受到的土压力转换为内部敏感元件光纤光栅的波长变化，再由光纤光栅分析仪处理获得相应压力值大小。

1.2 产品原理：
光纤 Bragg 光栅(FBG, Fiber Bragg Grating)由于其结构简单、性能稳定，已被广泛的应用于各型传感器中。当光经过光纤 Bragg 光栅时，满足 Bragg 相位匹配条件的光会被反射回来；对不满足 Bragg 相位匹配条件的光，几乎全部会被投射出去。并且其传感特性会随着周围环境的变化而变化，利用光纤光栅对温度、压力的敏感特性，可制成各型温度、压力传感器。

基于光纤光栅的传感原理可知，光纤光栅的信号是波长编码的信号，但在实际应用中，光纤光栅传感器主要是用于测量温度、应力等物理量，就需要将这些物理量转变为波长信号。由耦合模理论可知：当满足相位匹配条件时，光栅的谐振波长为：


其中任何一个参量的改变，都会引起光纤光栅谐振波长发生偏移。由此，可以得出光纤 Bragg 光栅谐振波长的偏移量 为：

当光纤光栅受到的外界应力或者环境温度发生变化时，引起 nef 和 的变化，应力变化通过弹光效应进而引起了光纤光栅谐振波长的偏移，通过光谱仪或者光电检测系统，检测出谐振波长的偏移量，就可通过相应算法计算出相应的应力、温度的变化量。

1.3 产品优势：
（1）安装、布设简便、性能稳定、抗疲劳、耐久性强、抗电磁干扰；
（2）内部光纤感知区采用悬空封装，长期零点稳定、温度漂移小、安装操作简便、动态特性良好；
（3）尾部传输线采用耐腐蚀 PE 披覆铠装光缆，具有优异的耐温和耐腐蚀性能