光纖傳感技術對工業發展的促進作用

2020-12-06 K哥很宅

光纖傳感器的原理和特點

儀器儀表行業中光纖最早用於傳光及傳像』 J$世紀 Q$ 年代初生產出低損耗光纖後，光纖在通信技術中用於長距離傳遞信息』 光纖不僅可作為光波的傳輸媒質，而且可用作傳感元件來探測各種物理量。

因為光波在光纖中傳播時，其特徵參量（振幅、相位、偏振態、波長等）會隨外界因素（如溫度、壓力、磁場、電場、核輻射等）而變，這就是光纖傳感器的基本原理。

OFS可分為傳感型（功能型）和傳光型（非功能型）兩大類』 利用外界物理因素改變光纖中光波的特徵參量，從而對外界因素進行探測，稱為傳感型OFS，它具有「傳」和「感」合一的特點』 而傳光型 OFS是指利用其他敏感元件測得的物理量，由光纖進行信息傳輸，其特點是可充分利用現有的傳感器，便於推廣應用』 這兩類 OFS 都可再分成強度調製、相位調製、偏振調製以及波長（或頻率）調製等幾種類型』

和傳統的傳感器相比，OFS 的主要特點是:

1、抗電磁幹擾，電絕緣性好，耐腐蝕、本質安全& 由於OFS 是利用光波獲取和傳遞信息，而光纖又是電絕緣、耐腐蝕、本質安全的傳輸媒質，不怕電磁幹擾，也不影響外界的電磁場，這使它在電力、石油、化工、冶金等強電磁幹擾、易燃、易爆、強腐蝕環境中能有效地傳感。

2、靈敏度高，利用光波幹涉技術和長光纖使不少OFS 靈敏度優於一般的傳感器。

3、重量輕、體積小、外形可變& 利用光纖這些特點可構成外形各異、尺寸不同的各種 OFS

4、對象廣泛，目前已有性能不同的測量溫度、壓力、位移、速度、加速度、液面、流量、振動、水聲、電流、電壓、磁場、電場、核輻射等各種物理量、化學量、生物量等的OFS 。

5、對被測介質影響小。

6、便於復用、便於成網、有利於用現有光通信技術組成遙測傳感網絡

7、成本低& 有些OFS其成本將大大低於現有同類傳感器；而有些OFS 由於其特殊性能，它和現有儀器結合，將使其大大增值

相關焦點

  • 分布式光纖傳感技術的特點與研究現狀
    2、分布式光纖傳感技術研究現狀 分布式光纖傳感技術一經出現，就得到了廣泛的關注和深入的研究，並且在短短的十幾年裡得到了飛速的發展．依據信號的性質，該類傳感技術可分為4類：①利用後向瑞利散射的傳感技術；②利用喇曼效應的傳感技術；③利用布裡淵效應的傳感技術；④利用前向傳輸模耦合的傳感技術．
  • 中國經濟導報:首條應用光纖傳感技術的智慧供水管網落地山東臨沂
    實康/供圖中國經濟導報 中國發展網訊 劉少華 記者張守營報導 日前，天津大學-實康水務新舊動能轉換聯合研究中心本著集成資源、優勢互補的合作理念，在前期光纖傳感技術應用合作的基礎上，成功實現在節水型城市、智慧水務領域的合作研發及科技成果轉化，在山東省臨沂市西部新城鋪設了國內首條融合分布式光纖傳感的輸配水管線，其基於天津大學研發的光電信息融合事件識別感知技術，該技術榮獲中國發明專利金獎
  • 解析基於分布式光纖傳感技術的高壓海底電纜
    高壓海底電纜在線監測方法有分布式光纖測量法、直流成分法、接地線電流法和在線法等，其中分布式光纖傳感器測量法是目前最先進，最有發展前景的一類測量方法。本文運用ANSYS仿真軟體，模擬海底高壓電纜發生外力損害故障時的情況，研究分布式光纖測量法監測的關鍵物理量、海底高壓電纜在故障情況下的運行狀態以及故障定位的可行性。
  • 基於分布式光纖傳感技術的高壓海底電纜外力損壞仿真
    高壓海底電纜的安全穩定運行對於海上能源的開發具有重要的作用，海纜電纜的損壞主要由外力引起，針對分布式光纖傳感器在線監測高壓海底電纜運行狀況的方法，利用有限元軟體ANSYS建立XLPE高壓海底電纜模型，仿真分析海底電纜受到外力損壞時，內部物理量的變化，為分布式光纖傳感器在線監測高壓海底電纜運行狀態提供參考。
  • 大規模分布式布拉格光柵光纖傳感網絡的研究新進展
    近些年來，光纖傳感技術由於其體小質輕、高靈敏度、抗電磁幹擾等優勢在許多工業領域中得到了廣泛的應用。 而隨著光纖傳感組網技術的發展，構建大容量、長距離、高精度的分布式布拉格光柵光纖傳感網絡成為當下光纖傳感技術的研究熱點之一。
  • 光纖耦合器的發展歷程
    2、光纖系統集成化基元——星型耦合器 1974年，Hudson和Thiel提出了星型耦合器的思想，並設計出第一個星型光纖耦合器。與傳統的T形耦合器相比，這種多埠的光纖星型耦合器具有損耗更低、方向性更好、穩定性更高、各埠等效等諸多優點。星型耦合器的出現為光纖通信系統和光纖傳感系統向著集成化、小型化發展提供了技術保障。
  • 電流傳感器實時監控電流 智能電網促進技術升級
    隨著電源問題日益突出的嚴重性，電源技術漸漸被廣大廠商重視，具有傳感檢測、傳感採樣、傳感保護的電源技術漸成趨勢，保護電源的設備也隨之誕生，檢測電流或電壓的傳感器應運而生。電流傳感器是指能感受被測電流並轉換成可用輸出信號的傳感器，在國內外的用途非常廣泛。
  • 基於光纖傳感技術的水流流向監測傳感器設計
    原標題：光纖光柵水流流向傳感器的設計摘要：為了實時監測大跨橋梁建設與運營過程中的水流流向變化,以有效分析和掌控水流對橋墩的衝刷,維護水中墩臺基礎,利用SolidWorks軟體設計了一種基於光纖傳感技術的水流流向監測傳感器。
  • 分布式光纖振動傳感技術告訴你
    說光纖具有「神經系統」，眾人肯定認為匪夷所思，是搞笑的「天方夜譚」，但中科院上海光學精密機械研究所張海文研究員領銜的團隊，厚積薄發、歷經十餘年研製成功的分布式光纖振動傳感技術，卻已經開始落地實用。傳統的傳感器我們經常用到，比較熟悉，可對光纖打造的「神經系統」能在千裡之外，實時靈敏而準確地感知目標所在地的風吹草動，自動判別環境異樣變化及細微程度，可能許多人還鮮有所聞。
  • 石墨烯在光纖傳感中的應用
    光纖傳感器以其高靈敏度、小尺寸、良好的抗電磁幹擾能力和其他潛在優點而受到全世界的關注。本文綜述了石墨烯在光纖傳感器應用中的發展，介紹了石墨烯的常用製備方法，總結了石墨烯的光學性質和一些基於石墨烯的光纖傳感器，如溫度傳感器、生物傳感器和氣體傳感器。1.
  • 光無源器件與光纖傳感
    光纖光柵：光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，將入射光相干場圖樣寫入纖芯，在纖芯內產生沿纖芯軸向的折射率周期性變化，形成永久性空間的相位光柵，其作用實質上是在纖芯內形成一個窄帶的濾波器或反射鏡。當一束寬光譜光經過光纖光柵時，滿足光纖光柵布拉格條件的波長將產生反射，其餘的波長透過光纖光柵繼續傳輸。 4.
  • 《2019中國塑料光纖產業發展報告》正式發布
    塑料光纖在工業控制、電力行業、石油行業、汽車製造以及輪船、高鐵、飛機等很多領域將獲得廣泛的應用，此外，在一些軍工領域也獲得應用。《報告》指出，在我國場景的應用中，室內綜合布線、電力抄表、室內裝飾、水景照明、易燃易爆特殊場合、太陽光的利用以及塑料光纖傳感等領域需求不斷湧現，塑料光纖在工業、農業、國防建設中也得到了大量的應用。
  • 光纖光柵傳感解調研究取得新進展
    上世紀90年代以來，基於布拉格光柵的光纖傳感技術受到科學家們的廣泛關注，並進行了大量的研究。雖然目前大規模、快速且廉價的光柵製作技術及其工藝已經成熟，可是但是較為昂貴的光學解調設備仍然限制了其在工業、化工以及建築物結構檢測等一系列重要領域的廣泛應用。另外，相對於傳統光域解調的方法，利用光學濾波器將光柵波長的漂移轉化為功率的變化的解調方法具有廉價、簡單、響應速度快等優勢。
  • 國內光CT的開拓者陳碩:光CT乃至光纖傳感任重道遠
    11/23/2020，光纖在線訊，距離深圳坪山光纖傳感大會已經告一段落了，現在武漢光博會也圓滿落幕了，在這次展會中也偶遇很多做光纖傳感的老師們，之前也有幸採訪了國家電網的陳碩老師。陳老師2004年畢業於清華大學電子工程系光電子技術專業，是國內最早開展光纖電流互感器的研究者之一。
  • 光纖光柵傳感器應用技術研究
    提出光纖光柵傳感器在實際應用中所面臨的主要技術難題，分析現有的解決方案，討論光纖光柵傳感器在進一步實用化中需要解決的難題及其未來的發展趨勢。加拿大通信中心的Hill K O等人在1978年首次在摻鍺光纖中採用駐波寫入法製成光纖Bragg光柵( FBG)。使得光纖光柵傳感器和傳感技術成為科學研究和技術開發的熱點。
  • 光纖光柵傳感器技術及其應用
    1989年，美國聯合技術研究中心的G·Meltz等人實現了光纖Bragg光柵（FBG）的UV雷射側面寫入技術，使光纖光柵的製作技術實現了突破性進展。隨著光纖光柵製造技術的不斷完善，其應用的成果日益增多，從光纖通信、光纖傳感到光計算和光信息處理的整個領域都將由於光纖光柵的實用化而發生革命性的變化。光纖光柵是利用光纖中的光敏性製成的。
  • 我國利用光纖布拉格光柵傳感技術監測二氧化碳
    據新華社報導，中國科學院武漢巖土力學研究所宣布，該所科研人員首次利用光纖布拉格光柵傳感技術對不同狀態二氧化碳的驅替過程進行實時動態監測，揭示了在二氧化碳注入壓力誘導下的應力場變化特徵和運移前緣規律。據該研究負責人介紹，地下深部鹹水層因具有分布廣泛、儲存量大等特點而被視為二氧化碳長期封存的最優場地。
  • 從四款高端特種光纖齊發看亨通技術創新
    在日前召開的第九屆光電子中國博覽會上，作為我國光纖光纜領軍企業的亨通，一口氣發布了四款重磅高端特種光纖產品——雷射光纖、光子晶體光纖、耐高溫傳感光纖及高可靠海洋光纖，這四大系列光纖面向精密雷射、物聯網傳感、海底通信、超大容量光傳輸等尖端技術領域，代表著亨通高端特種光纖產品全面起飛，進一步鞏固了亨通在特種光纖市場的地位，彰顯了亨通在全國乃至全球的領先技術創新實力
  • 深度解讀光纖傳感器
    因此，光纖傳感技術包括調製與解調兩方面的技術,即外界信號(被測量)如何調製光纖中的光波參量的調製技術(或加載技術)及如何從已被調製的光波中提取外界信號(被測量)的解調技術(或檢測技術)。光纖傳感器的發現起源於探測光纖外部擾動的實踐，在實踐中，人們發現當光纖受到外界環境的變化時，會引起光纖內部傳輸光波參數的變化，而這些變化與外界因素成一定規律，由此發展出光纖傳感技術。 光纖對許多外界參數有一定的敏感效應。
  • 提升3個數量級 香港理工光纖傳感領域研究獲進展
    香港理工大學深圳研究院靳偉教授團隊在國家自然科學基金委重大項目等的資助下，在光纖傳感領域取得重要進展其最新研究成果「Ultra-sensitive all-fibre photothermal spectroscopy with large dynamic range」(超靈敏、大動態範圍全光纖光熱光譜分析法)於4月13日在Nature Communications(《自然•通訊》)在線發表。 痕量氣體探測在環境、醫療、安防等領域具有重要應用。