光纤光栅传感器产品及其专利推介
上海科学技术情报研究所罗天雨摘编2009-12-29 关键字：光纤光栅传感器解调仪产品专利浏览量：81
光纤光栅（fiber Bragg grating，FBG）传感器是作为一种新型光纤传感器，对多个物理量敏感，可以用来测量的物理量包括：应变、应力、温度、振动、压力、电压以及一些化学量，其应用领域非常的广泛。
同时FBG传感器阵列可以实现分布式的传感网络，对物体进行多点测量，提取相关的信号，进行状态分析，达到示警以及故障诊断的目的。
而且其传输距离可以达50多公里。
具有测量精度高，测量点多，测量范围大，传感头结构简单、尺寸小，抗电磁干扰等一系列的优点。
其主要技术优势包括：
● 可靠性好、抗干扰能力强。
光纤光栅对被测信息用波长编码，不受光源功率波动和光纤弯曲等因素引起的损耗的影响。
● 测量精度高。
精确的透射和反射特征（小误差）使其更加准确地反映了应力和温度的变化。
● 单路光纤上可以制作多个光栅的能力可以对大型工程进行分布式测量，其测量点多，测量范围大。
● 传感头结构简单、尺寸小，适于各种应用场合，尤其适合于埋入材料内部构成所谓的智能材料或结构。
● 抗电磁干扰、抗腐蚀、能于恶劣的化学环境下工作。
一、产品情况
国外对光纤光栅传感技术的研究已经基本实现了光纤光栅传感器、解调仪的商品化，工程化，产品生产商有Micron Optics、Smartfibres、Blue Road Research等公司。
国内在光纤光栅传感技术方面的研究工作也取得了一定成果，其中一部分已经转化为产品，产品生产商和研究单位有成立于2001年，是国内光纤传感领域实力最雄厚的厂家之一。
当前公司主要产品有基于拥有自主知识产权的光纤光栅类产品，包括光纤光栅感温火灾探测系统、光纤光栅温度监测系统、光纤光栅结构监测系统、光纤光栅色散补偿器、滤波器等等。
国内外相关产品主要技术指标比较，如下表所示：
表1 国内外光纤光栅传感器产品性能指标对比
中心波长
nm 峰值反射率
％
FWHM（3dB）nm测量范围
με
Micron Optics 1527－1567 ＞80 0.3 / Smartfibres 1528－1568 ＞75 ±0.2 ±9000
表2 国内外光纤光栅解调仪产品性能指标对比
二、专利技术状况
（1）光纤光栅传感器及其封装技术
光纤光栅传感器作为一项新型传感技术，国内外多家企业和研究机构纷纷进行了专利申请，其中封装技术是光纤光栅传感器的重要技术之一，国内外主要相关专利如下：
(a) 专利名称：一种光纤光栅温度传感器的封装结构
申请号：200510123773.X 申请日：2005.11.22
申请(专利权)人：中国石油大学（北京）
(b) 专利名称：一种光纤光栅温度传感器的封装结构
申请号：200520133442.X 申请日：2005.11.22
申请(专利权)人：中国石油大学(北京)
(c)专利名称：超高速光纤光栅传感器解调系统及其实现方法
申请号：02137651.4 申请日：2002.10.28
申请(专利权)人：上海紫珊光电技术有限公司
(d) 专利名称：高速光纤光栅传感复用解调装置
申请号：03244465.6 申请日：2003.04.03
申请(专利权)人：南开大学
(e) 专利名称：新型双边缘光纤光栅波长解调装置
申请号：200420076662.9 申请日：2004.09.21
申请(专利权)人：武汉理工大学
(f) 专利名称：Fiber Bragg grating interrogation system with adaptive calibration
公开号：US5818585 公开日：1998-10-06
申请人：US ARMY (US)
(g) 专利名称：Optical wavelength interrogator
公开号：GB2419184 公开日：2006-04-19
申请人：OPTOPLAN AS (NO)
(h) 专利名称：Method and apparatus for interrogation of birefringent FBG sensors
公开号：US6788418 公开日：2004-09-07
申请人：OPTOPLAN AS (NO)
从上述专利申请方面看，国内外光纤光栅传感器专利申请集中于上世纪90年代末期至今，而且目前仍然处于该领域专利技术申请高峰期，不断有改进的光纤光栅传感器技术申请专利。
从国内申请人来看，主要为各大高校和科研机构，如中国石油大学、哈尔滨工业大学、中国科学院上海光学精密机械研究所等，公司企业申请人有天津爱天光电子科技有限公司和上海紫珊光电技术有限公司等。
在专利技术发展方向，国内外光纤光栅传感器专利主要方向为可同时测量应变和温度的技术发展，而光纤光栅传感解调仪则朝着解调速度快、范围宽、精度高的方向发展。