资源描述：
《光纤传感技术在检测中的应用与展望new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第卷第期北京工业大学学报少年,月八】无光纤传感技术在检测中的应用与展望王秀彦,吴斌,何存富,刘增华北京工业大学机械,北京工程与应用电子技术学院、相位、摘要针对光纤技术在检测中利用外界因素改变使光在光纤中传播时光强偏振态以及波长或频率等特征参量发生变化的特点,分析了目前光纤传感器原理与类型,论述了光纤检测技术的特点,同时对国内外光纤检测技术的应用进行了,回顾并对分布式光纤声波传感器在流体管道泄漏实时监测方面的研究进行了展望关键词光纤传感器泄漏一一一中图分类号文献标识码文章编号利用外界因素使光在光纤中传播时光强、相位、偏振态以及波长或频率等特征参量发生变化,从而对外界因素进行检测和信号传
2、输的技术称为光纤检测技术,它是世纪年代中期发展起来的一门新、、、、、、、技术光纤具有损耗低频带宽信息量大线径细重量轻可绕性好无感应节省资源等特点光纤能集信息传输与传感于一体,由它构成的传感器,只需一光源和一探测线路,就可以对沿光纤传输路径上长达数千米甚至数十千米的信息如应力、温度、损伤状况等进行测量与监控目前已在通迅、计算机、自动控制、生物医学、计量测试、交通运输、国防军工以及家用电器等许多领域获得了广泛的应用’,’光纤传感器的基本原理与分类光纤传感器是将待测量在光纤内传输的光波参量进行调制,并对被调制过的光波信号进行解调检测,从而获得待测量值的一种装置它可广泛用于位移、振动、转动、
3、压力、弯曲、应变、加速度、电流、磁场、电压、温度、声场、流量、浓度、值等各种参量的测量,并具有灵敏度高、响应速度快、无源性、防爆、防电磁、、、、、‘干扰超高电绝缘耐腐蚀体积小重量轻成本低等优点光纤传感器按传感原理可分为功能型和非功能型功能型光纤传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,所以也称传感型光纤传感器或全光纤传感器非功能型光纤传感器是利用其他敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为传输介质,传输来自远外或难以接近场所的光信号,所以也称为传光型传—一—感器或混合型传感器光纤传感器按被调制的光波参数不同又可分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器、偏振调制光
4、纤传感器和波长颜色调制光纤传感器光纤传感器按被测对象的不同,又可分为光纤温度传感器、光纤位移传感器、光纤浓度传感器、光纤电、流【’〕传感器光纤流速传感器等光纤检测技术光纤检测技术在工程中应用有以下要求高精度、长距离、分布式和长期性收稿日期一一基金项目国家自然科学基金资助项目的北京市自然科学基金资助项目北京市教委科技发展基金资助项目,,,,一作者简介王秀彦女北京人副教授硕士©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期王秀彦等光纤传感技术在检测
5、中的应用与展望光纤传感器的多路复用技术复用技术的基本思想是充分利用光纤具有大容量传输信息的特点在同一信息传输母线上传输来自各个传感点的信息,并通过解复用处理最终获得各个传感器列阵点上的被测信息复用技术主要有分幅多路复用、分时多路复用和分频多路复用等种方法复用技术原理和复用传感器原理见图和图光,源又口口口藕又口、光源器光源又图复用技术原理「’〕图三路复用传感器原理图一日这些光纤传感器的复用方案,原理上具有普遍的适用性由于受到光纤元器件技术的限制,使复用数,,因而,【’量受到限制这是一种准分布式的光纤检测技术没有从根本上改变点式传感技术的局限布喇格光纤光栅技术布喇格光纤光栅是指单模掺锗光
6、纤经紫外光照射成栅技术形成的全新光纤型光栅成栅后的光纤纤芯折射率呈现周期性分布条纹并产生光栅效应这种光栅的基本光学特性就是以共振波长为中心的窄带光学滤波器当一束光送进光纤光栅时,根据光栅理论,在满足条件的情况下,就会发生全反射,其反射光谱在波长、久处出现峰值光栅受到外部物理场如应力应变、温度等的作用时,其栅距随之发生变化,从而改变了后向反射光的波长又根据又变化的大小就可以确定待测部位相应物理量的变化当把多个不同周期的光纤光栅按一定规定排成阵列,就构成了多点分布传感系统其传感原理及检测技术原理见图和图该技术的缺陷是同一光纤上的光栅数目受到光源谱线宽度的限制,且光谱仪较贵,光栅的刻制成本
7、较高制作光栅时,需去掉光纤的包覆层,这样光栅处就很脆弱光栅处怎样保护,又不影响传感是一个难题〔’,」又几挤图布喇格光纤光栅检测技术原理图图布喇格光纤光栅传感原理“技术是利用光学雷达原理把窄带光脉冲注人到光纤一端,然后在同一输人端观察背向散射光强随时间变化关系来检测光纤的连续性及其衰减当光纤传送某一波长的泵浦脉冲光波时,由于纤芯折射率的微小涨落,在光纤各点产生瑞利散射,其中一部分光束被约束在向后行进的传导模中,形成背向散射脉冲光返回到光纤人射端光纤某处存在缺
