光纖傳感器技術-閱讀頁
2024-08-23 13:47本頁面
【正文】 測量是電力計量的一項重要內(nèi)容?？梢哉f光纖傳感器的出現(xiàn)給人們解決這一問題帶來了福音。電力系統(tǒng)光纜種類繁多，加之我國地域廣闊，各地環(huán)境差異很大，所以光纜的環(huán)境也很復雜，其中溫度和應力是影響光纜性能的主要環(huán)境因素。通過測量沿光纖長度方向的布里淵散射光的頻移和強度，可得到光纖的溫度和應變信息，且傳感距離較遠，所以有深遠的工程研究價值。以其小巧、絕緣、不受射頻和微波干擾、測量精度高及與生物體親合性好等優(yōu)點備受重視。此外，它還可以應用于測量溫度和醫(yī)用圖像傳輸上面。其中對壓力敏感的部分是在探針導管末端側(cè)壁上的一塊防水薄膜，一面帶有懸臂的微型反射鏡與薄膜相連，反射鏡對面是一束光纖，用來傳遞入射光到反射鏡，同時也將反射光傳送出來。薄膜發(fā)生形變且能帶動懸臂使反射鏡角度發(fā)生改變，從光纖傳來的光束照射到反光鏡上，再反射到光纖的端點。這一變化通過光纖傳到另一端的光電探測器變成電信號，這樣通過電壓的變化便可知探針處的壓力大小?！“l(fā)光頻率為f的激光經(jīng)透鏡，光纖被送到表皮組織。發(fā)射光經(jīng)光纖收集后，先在光檢測器上進行混頻，然后進人信號處理儀，從而得到紅細胞的運動速度和濃度。這種傳感器將兩根光纖插入可透過離子的纖維素膜盒中．膜盒內(nèi)裝有試劑，當把針頭插入組織或血管后，體液滲入試劑，導致試劑吸收某種波長的光．用光譜分析儀測出此種變化，即可求得血液或組織的pH值。在光通信迅猛發(fā)展的帶動下，光纖傳感器作為傳感器家族中年輕的一員，以其在抗電磁干擾、輕巧、靈敏度等方面獨一無二的優(yōu)勢，已迅速成長為年成交額超過10億美金，并預計將于2010年擁有超過50億美金市場的產(chǎn)業(yè)。當前，世界上光纖傳感領域的發(fā)展可分為兩大方向：原理性研究與應用開發(fā)。由于光纖傳感技術并未如光纖通信技術那樣迅速地獲得產(chǎn)業(yè)化，許多關鍵技術仍然停留在實驗室樣機階段，距商業(yè)化有一定的距離，因此光纖傳感技術的原理性研究仍處于相當重要的位置。而那些具有前所未有全新功能的光纖傳感器則在競爭中占有明顯優(yōu)勢，F(xiàn)BG和其它的光柵類傳感器就是一個最好的例證。FBG型光纖傳感器自發(fā)明之日起，已走過了原理性研究和實驗論證的百家爭鳴階段。另一方面，由于光纖傳感器具有將傳輸與傳感媒質(zhì)合而為一的特性，使得沿布設路徑上的光纖可全部成為敏感元件，因此，分布式傳感成為光纖傳感器與生俱來的優(yōu)點。另外，由于光纖通信市場需求的帶動以及傳感技術的特殊要求，新型器件和特種光纖的研究成果也層出不窮。其中，比較成熟的技術包括：清華大學光纖傳感中心與總后合作研制開發(fā)的光纖油罐液位與溫度測量系統(tǒng)，已經(jīng)安裝運行數(shù)年；北京航空航天大學與總裝合作研制的光纖陀螺系統(tǒng)，176。此外，在廣東、深圳等地，還建立了許多光纖無源器件生產(chǎn)廠家。首先，隧道和橋梁監(jiān)測中的動態(tài)/靜態(tài)測試技術主要針對隧道和橋梁在靜態(tài)測試以及動態(tài)測試中的關鍵技術研究。再者，預警系統(tǒng)的軟件開發(fā)對光纖傳感器采集的數(shù)據(jù)進行處理分析，當隧道和橋梁內(nèi)結(jié)構(gòu)應變或者應變的變化速率超過設定值時，發(fā)出預警信號。以上這些問題的解決，無疑將大大推進光纖傳感器的市場應用進程。目前，光纖傳感器技術發(fā)展的主要方向是：傳感器的實用化研究。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學參數(shù)(碳氫化合物、一些污染物、濕度、PH值等)對光纖的影響；傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。這些將是以后傳感器進一步發(fā)展的趨勢；在惡劣條件下(高溫、高壓、化學腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開發(fā)和應用；新傳感機理的研究，開拓新型光纖傳感器。光纖傳感器在安全監(jiān)測方面的應用研究已越來越引起人們的重視。光纖傳感器在其今后的發(fā)展中，還有許多實際工程應用方面的問題急需解決，以實現(xiàn)光纖傳感器的市場化應用?？茖W出版社,
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