光纤传感器的应用现状及未来发展趋势.pdf

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1、科技信息○机械与电子○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2011年第3期光纤传感器的应用现状及未来发展趋势卢一鑫1杨璐娜2（1．西安文理学院陕西西安710065；2．西北大学陕西西安710069）【摘要】对光纤传感器的应用概况进行了详细综述，介绍了几种使用在特定工作范围内已成熟的光纤传感器系统。针对工程方面的，详细介绍了光纤传感器的具体应用实例。并指出了目前光纤传感器应用上急需解决的一些问题及其发展趋势。【关键词】光纤传感器；工程应用；发展DevelopmentandApplicationsofOpticalFiberSensor【Abstract】T

2、heapplicationsoftheopticalfibersensorsarebroadlydiscussed.introducedseveralkindofusesinthespecificoperatingregionalreadythematureopticalfibersensorsystem.Inviewoftheengineeringaspect,indetailintroducedtheopticalfibersensorconcreteapplicationexample.Theproblemsneedtobesolvedatpresentispropos

3、edandthedevelopmentofopticalfibersensorisdiscussed.【Keywords】Opticalfibersensor；Engineeringapplication；Development0引言化技术、医药。传感器在当代科技领域及实际应用中占有十分重要的地位,各种2光纤传感器结合工程上的历程类型的传感器早已广泛应用于各个学科领域。光纤光栅是近几年发展1989[3]首先提出了将光纤传感器年美国布朗大学的Mendez等人最为迅速的新一代光无源器件,在光纤通信和光纤传感等相关领域发用于钢筋混凝土结构和建筑检测的可能性。之后，美国、加拿大、英国

4、、挥着愈来愈重要的作用[1]。光纤传感器是近几十年来迅速发展起来的德国、日本、瑞士等国，纷纷将光纤传感技术应用于桥梁等建筑物的安一种新型传感器，它具有抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高等一系列全监测。加拿大卡尔加里附近的BeddingtonTrail大桥是最早使用光优点，具有广泛的应用前景。光纤传感器分为两类：一类称为功能型传纤光栅传感器进行测量的桥梁之一，16个光纤光栅传感器贴在预应感器，它的光纤对被测信号兼有敏感和传输的作用；另一类称为非功力混凝土支撑的钢增强杆和炭纤复合材料筋上,对桥梁结构进行长期能型传感器，它的光纤仅起传输的作用[2]。功能型传感器是利用光纤本监测[4]

5、。1999年夏,在美国新墨西哥LasCruces10号州际高速公路的身的特性把光纤作为敏感元件，被测量对光纤内传输的光进行调制，一座钢结构桥梁上，安装了120个光纤光栅传感器，创造了当时在一使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，再通过对被座桥梁上使用光纤光栅传感器最多的纪录[5]。德国的GFZPotsdam开调制过的信号进行解调，从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光发的光纤光栅应变传感器用于探测岩石构成和岩石工程(包括隧道、媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，多采用多模光洞穴、坑道、深层地基)的静态和动态应变，开发的光纤光栅地震成像纤。非功能型传感

6、器是利用其它敏感元件感受被测量的变化，光纤仅系统用于地下煤矿坑道的安全监测等等。欧洲的STABILOS计划中开作为信息的传输介质，常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光发的光纤光栅传感系统用于对瑞士的Mont-Terri隧道和矿井主梁的照在光纤型敏感元件上受被测量调制。长期静态位移监测等。近年来，以加拿大渥太华大学和瑞士联邦工学1光纤传感器的应用院为代表的分布式布里渊光纤传感技术(BOTDA/BOTDR)成为研究的热点[6-7]，广泛应用于石油管道、市政工程、电力电线等安全在线监测。光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域90年代初，我国开始了光纤传感技术

7、的应用研究。清华大学、同济大和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了学、重庆大学、哈尔滨工业大学、武汉理工大学等院校已对光纤光栅传许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表感器应用于桥梁检测进行了大量研究，并进行了一些工程应用，取得现在以下几个方面的应用：了较好的效果。而且，武汉理工大学在光纤光栅解调仪的研发上取得1.1城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器[8-10]了很大成功，主要技术参数达到国际同类产品的水平。2003年6的应用。光纤传感器可