光纖測振動工作原理
光纖除了主要應(yīng)用于通訊信號傳輸外,還用于各種物理特性的傳感檢測,包括:加速度,壓力,溫度等。由于光纖本身不需要供電,且不受電磁干擾的影響,在大型周界應(yīng)用中,振動光纖獲得越來越廣泛的應(yīng)用,單套系統(tǒng)可以實現(xiàn)幾十米到幾十公里的探測,相對于傳統(tǒng)的帶電探測系統(tǒng)(振動電纜,泄露電纜等),具有明顯的優(yōu)勢。
光纖測振動工作原理是通過外界應(yīng)變(振動或者擠壓)而產(chǎn)生光的干涉,并對干涉信號進(jìn)行檢測,實現(xiàn)對應(yīng)變的檢測。而光干涉的獲得方式主要有兩類:利用兩條獨立光纖傳輸同源單色光,并最終耦合實現(xiàn)光的干涉,常見的有馬赫-澤德干涉等;另一種是多模光纖內(nèi)的模間干涉。
光纖振動傳感器因其具有不受電磁干擾、現(xiàn)場無需供電、長期可靠性和穩(wěn)定性好,傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點,在高陡邊坡的防護(hù)及預(yù)警中得到了普遍的應(yīng)用。危巖落石報警監(jiān)測屬于高陡邊坡防護(hù)監(jiān)測的一個分支,如果能預(yù)先監(jiān)測到危巖落石,將極大程度上減輕危巖落石對鐵路、公路等造成的經(jīng)濟損失。光纖振動傳感技術(shù)是一種當(dāng)光纖傳感器受到外界干擾影響時,光纖中傳輸光的部分特性會改變,通過特殊的感測設(shè)備,將信號采集并分析,就能夠檢測光的特性變化,從而檢測物體的振動情況。
光纖振動傳感器的特點
光纖傳感器的特點是傳輸距離遠(yuǎn),不受電磁環(huán)境干擾,已被廣泛應(yīng)用,其調(diào)制形式主要有強度調(diào)制型、光纖光柵型和干涉型,目前在光纖振動傳感器方面已有較多專利技術(shù),這些光纖傳感器各有其優(yōu)點,有的靈敏度很高,有的頻率響應(yīng)很好,有的技術(shù)含量很高,能很好適應(yīng)常見振動的信號轉(zhuǎn)換,隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對于傳感器的技術(shù)需求也在日益提高。已經(jīng)越來越需要滿足靈敏度高、成本低、制備工藝簡單、穩(wěn)定性好條件的光纖振動傳感器。在傳感檢測過程中,靈敏度和穩(wěn)定性是其主要的技術(shù)影響因素,而制備工藝和成本則是工業(yè)化生產(chǎn)過程中重要影響因素。同時兼具這些優(yōu)點的振動傳感器正在得到越來越多關(guān)注和青睞。
振動光纖傳感器結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、輸出幅度大、抗干擾強、傳輸距離遠(yuǎn)、低頻響應(yīng)好,下限頻率低、振膜動態(tài)范圍大、阻尼效果好,能夠很好適應(yīng)某些特殊場合如高空煙囪搖晃、橋梁低頻振動、山體滑坡前兆監(jiān)測、地震前兆次聲波等復(fù)雜環(huán)境條件下的長時間長壽命的低頻振動信號監(jiān)測。
光纖振動傳感器探測系統(tǒng)的優(yōu)點
1. 環(huán)境惡劣不受到影響
長期安裝在惡劣的戶外環(huán)境,且無人值守,傳感器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,疲勞壽命高 ;
2.抗干擾能力強
振動信號除落石引起的信號外,還有大量復(fù)雜的干擾信號,辨識度強 ;
3. 光纖傳感器響應(yīng)速度快
鐵路沿線監(jiān)測范圍廣,為節(jié)約成本,增加傳感器的監(jiān)測范圍,需傳感器靈敏度高。
4. 不受其他振動影響
較高靈敏度的同時,有足夠的強度抵抗火車引起的大振動的破壞。