文/谢飞 陈雁 何少炜

前言

光纤光栅传感技术是随光纤通信技术发展而迅速发展起来的崭新技术，光纤光栅传感器可以用于测量温度、压力、应力、地震波以及声波等参量，在电力、石油、航空航天、生物、国防、环境保护等领域得到了广泛的应用，目前研究开发的传感器达到百种[1～3]。光纤光栅传感是以光信号的形式在光纤中传输，具有抗电磁干扰、耐腐蚀、长期稳定、复用能力等优势，特别适用于易燃易爆等恶劣环境，因此在石油行业应用尤其广泛，如液位测量、管道泄漏检测等[4～5]。油库是高危场所，决定了其火灾报警设施要求安全程度高、性能可靠、测量准确、安装简便，基于光纤光栅感温探测技术上的火灾报警系统能够很好地满足油库的需求。

1.光纤光栅感温探测技术分析

1.1 光纤光栅感温原理

光纤布拉格光栅是利用紫外光通过相位模板对光敏光纤曝光，使光纤中折射率周期分部，形成光栅。当外界宽光谱光源射入光纤光栅时，则光纤光栅将反射回一个中心波长为布拉格波长的窄带光波，其布拉格波长为：

其中，λB是反射光波的布拉格波长，neff是光纤芯的有效折射率，Λ是光栅周期。neff和Λ对外界环境的变化非常敏感，当光栅受到热负荷、外界力等外界激励的时候，neff和Λ随之发生变化，从而导致λB的变化。因此通过检测受外界激励后光栅的反射光谱的布拉格波长的变化，即可以测定光栅受激励影响的程度[6]。

当外界环境的温度变化时，布拉格波长的变化为：