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光纖光纜

傳感器新秀——光纖傳感器現狀及趨勢

星之球激光 來源:電子工程世界2011-12-22 我要評論(0 )   

一、傳(chuan) 感器的概念及優(you) 點 1、傳(chuan) 感器的概念 傳(chuan) 感器是把一個(ge) 物理量、電氣量或其他量的絕對值或其變化轉換成一個(ge) 可以通過觀察或由儀(yi) 器輸出信號的器件、設備或係統。可以感應...

一、傳(chuan) 感器的概念及優(you) 點
1、傳(chuan) 感器的概念
傳(chuan) 感器是把一個(ge) 物理量、電氣量或其他量的絕對值或其變化轉換成一個(ge) 可以通過觀察或由儀(yi) 器輸出信號的器件、設備或係統。可以感應到的參量有如:溫度、壓力、應變、速度、轉動、光和輻射、電、磁、聲、氣體(ti) 和化學品、周圍物體(ti) 等。
幾乎材料所有的物理特性,能在某些激勵下產(chan) 生變化,都可用於(yu) 構成傳(chuan) 感器。廣泛使用的傳(chuan) 感器包括:電阻、電感、電容、半導體(ti) 、光電、壓電、機械和MEMS等。
2、光纖傳(chuan) 感器的優(you) 點
電氣絕緣;
抗電磁幹擾;
沒有對電力的需要;
固有安全性;
能用於(yu) 許多特殊工作環境;
能進行遠程和多通道複用操作;
體(ti) 積小,重量輕;
集成遙測,光纖本身是數據傳(chuan) 輸通道;
寬的帶寬;
高靈敏度。
二、光纖傳(chuan) 感器原理元件及係統
1、光纖傳(chuan) 感器基本類型
光纖傳(chuan) 感器有兩(liang) 個(ge) 基本類型:
(a)本征(功能)型光纖傳(chuan) 感器,感應信號由光纖本身產(chan) 生;
(b)非本征(導光)型光纖傳(chuan) 感器,需要外加傳(chuan) 感器提供感應信號,光纖用作光信號傳(chuan) 輸。
2、光纖傳(chuan) 感器的類型
(a)本征(功能)型光纖傳(chuan) 感器
光纖陀螺儀(yi) 、光纖光柵、光纖幹涉傳(chuan) 感器、微彎光纖傳(chuan) 感器、黑體(ti) 傳(chuan) 感器。
(b)非本征(導光)型傳(chuan) 感器
光時域反射計、光頻域反射計、法布裏-珀羅幹涉儀(yi) 、全內(nei) 反射傳(chuan) 感器、光柵傳(chuan) 感器、熒光傳(chuan) 感器、吸收傳(chuan) 感器、多點式傳(chuan) 感器WDM係統。
三、光纖傳(chuan) 感器應用
1、光纖傳(chuan) 感器的分類
光纖傳(chuan) 感器按其響應的環境參量分類:
 溫度光纖傳(chuan) 感器、壓力光纖傳(chuan) 感器、聲學光纖傳(chuan) 感器(如水聽器)、應變光纖傳(chuan) 感器、位移光纖傳(chuan) 感器、旋轉光纖傳(chuan) 感器(如光纖陀螺)、振動光纖傳(chuan) 感器電,磁光纖傳(chuan) 感器(如電流光纖互感器)、氣體(ti) 和化學光纖傳(chuan) 感器、生物和醫學光纖傳(chuan) 感器。
 2、光纖傳(chuan) 感器的應用
石油和天然氣:油藏監測井下的P/T傳(chuan) 感、地震陣列、能源工業(ye) 、發電廠、鍋爐及蒸汽渦輪機、電力電纜、渦輪機運輸、煉油廠;
航空航天:噴氣發動機、火箭推進係統、機身;
民用基礎建設:橋梁、大壩、道路、隧道、滑坡;
交通運輸:鐵路監控、運動中的重量、運輸安全;
生物醫學:醫用溫度壓力、顱內(nei) 壓測量、微創手術、一次性探頭。
 四、光纖布拉格光柵(FBG)
采用位相掩模製造FBG
纖芯是共摻硼和本征光敏的,無需載氫。纖芯的尺寸是與(yu) 通信光纖兼容的。采用此光纖,1nm寬和15mm長的透射光柵可以在幾分鍾內(nei) 被準分子激光脈衝(chong) (10Hz,0.5J/cm2,248nm)寫(xie) 入。
現在我們(men) 處在信息時代,建設智能社會(hui) 需要先進的傳(chuan) 感係統!光纖傳(chuan) 感是傳(chuan) 感器家族中一員新秀,前程尚難以估量。當前光纖傳(chuan) 感器市場是零散的,但多數應用具有共同的技術基礎,許多器件和係統已進入商用階段,市場份額逐年擴大。市場已從(cong) 2009年的衰退開始複蘇,普遍的共識是年增長率將在10%至25%的範圍內(nei) 。推動光纖傳(chuan) 感器增長的主要因素為(wei) :
對石油和天然氣日益增長的需求;
迫切探求替代能源;
建立高度周邊和國土安全;
智能基礎設施;
政府支援撥款。
發展光纖傳(chuan) 感器的挑戰因素有:
非光子技術競爭(zheng) (MEMS,無線等);
盡快對產(chan) 品標準的製定;
成本因子。
五、全球宏觀經濟環境
與(yu) 傳(chuan) 統的機電和電子傳(chuan) 感器相比,光纖傳(chuan) 感器有著一係列獨特的優(you) 點。尤其是分布式光纖傳(chuan) 感器在大型建築工程、橋梁隧道、鐵道公路、油氣管道、結構健康管理(監控)(SHM)等方麵的應用幾乎是獨一無二的,是其他類型傳(chuan) 感器無法比擬的。從(cong) 目前光纖傳(chuan) 感器已取得的成就來看,未來光纖傳(chuan) 感器應用規模恐怕尚無法估量。
眾(zhong) 所周知,光纖通信在不長的時間內(nei) ,幾乎完全戰勝了傳(chuan) 統的銅線通信。其實對光纖來說,目前隻是開發和利用了石英光纖優(you) 良的傳(chuan) 光特性。而光纖傳(chuan) 感器不僅(jin) 利用光纖的傳(chuan) 光特性,更利用了光纖對環境參數的敏感特性。其實,光纖還有許多特性正在利用或尚未利用,例如光纖放大器、光纖激光器、光纖功率傳(chuan) 輸、光纖信號處理。
毫無疑問,完全可以相信繼光纖通信後,光纖傳(chuan) 感器將是光纖技術領域又一新興(xing) 產(chan) 業(ye) 正在迅速崛起,並且相信未來將會(hui) 有更多的光纖新興(xing) 產(chan) 業(ye) 出土、開花、結果。中國今天在光纖和光纖通信方麵已為(wei) 世人所矚目,那麽(me) 讓我們(men) 海峽兩(liang) 岸中華兒(er) 女再接再厲抓住難得的機遇,沿著光纖之父的光輝足跡,在更多更廣的光纖領域再立新功!
(本文轉自電子工程世界:https://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/1215/article_9053.html)

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