隨著光纖及光纖通信技術的飛速發(fā)展，光纖傳感技術應運而生。自誕生以來，光纖傳感器以其體積小、重量輕、靈敏度高、響應速度快、抗電磁干擾能力強和使用方便等優(yōu)點迅速發(fā)展起來，并廣泛應用于化學醫(yī)藥、材料工業(yè)、水利電力、船舶、煤礦和土木工程等各個領域。尤其是物聯(lián)網飛速發(fā)展的今天，光纖傳感技術的地位更不可忽視。
隨著光纖及光纖通信技術的飛速發(fā)展，光纖傳感技術應運而生。自誕生以來，光纖傳感器以其體積小、重量輕、靈敏度高、響應速度快、抗電磁干擾能力強和使用方便等優(yōu)點迅速發(fā)展起來，并廣泛應用于化學醫(yī)藥、材料工業(yè)、水利電力、船舶、煤礦和土木工程等各個領域。尤其是物聯(lián)網飛速發(fā)展的今天，光纖傳感技術的地位更不可忽視。
光纖傳感器基本原理及發(fā)展現(xiàn)狀
1.光纖傳感器基本原理及分類
光纖傳感技術是20世紀70年代發(fā)展起來的一種新型的傳感技術，當光在光纖中傳播時，在外界溫度、壓力、位移、磁場、電場和轉動等因素作用下，通過光的反射、折射和吸收效應，光學多普勒效應、聲光、電光、磁光和彈光效應等，可使光波的振幅、相位、偏振態(tài)和波長等參量直接或間接地發(fā)生變化，因而可將光纖作為敏感元件來探測各種物理量。
光纖傳感器主要由光源、傳輸光纖、光電探測器和信號處理部分等組成。其基本原理是將來自光源的光經過光纖送入傳感頭(調制器)，使待測量參數(shù)與進入調制區(qū)的光相互作用后，導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位和偏振態(tài)等)發(fā)生變化，成為被調制的信號光，再經過光纖送入光電探測器，將光信號轉化為電信號，最后經過信號處理后還原出被測物理量。光纖傳感器一般可分為功能型(傳感型)傳感器和非功能型(傳光型)傳感器兩大類。
功能型傳感器是利用光纖對外界信息具有敏感能力和檢測能力的特性，將光纖作為敏感元件，當被測量在光纖中傳輸時，光的強度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性將發(fā)生變化，從而實現(xiàn)了調制的功能。然后再通過對被調制過的信號進行解調，得出被測信號。在這種傳感器中，光纖不僅起到了傳光的作用，還起到了 感 的作用。
非功能型傳感器是利用其他敏感元件來感受被測量的變化，光纖僅作為信息的傳輸介質，即光纖只起導光作用。與傳統(tǒng)的電傳感器相比，光纖傳感器具有抗電磁干擾能力強、電絕緣性好和靈敏度高等優(yōu)點，因而被廣泛應用于各個領域，如環(huán)境、橋梁、大壩、油田、臨床醫(yī)學檢測和食品安全檢測等領域。
2.光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
自光纖傳感器誕生以來，其優(yōu)越性及應用廣泛性受到了世界各國的密切關注及高度重視，并對其展開了積極的研究及開發(fā)。目前，已經實現(xiàn)了光纖傳感器對位移、壓力、溫度、速度、振動、液位和角度等70多種物理量的測量。美國、英國、德國和日本等一些國家將重點研究放在光纖傳感器系統(tǒng)、現(xiàn)代數(shù)字光纖控制系統(tǒng)、光纖陀螺、核輻射監(jiān)控、飛機發(fā)動機監(jiān)控和民用計劃等6個方面，并取得了一定的成就。
我國光纖傳感器的研究工作開始于1983年，一些大學、科研院所和公司等對光纖傳感器的研究使得光纖傳感技術得到了飛速發(fā)展。2010年南京大學工程管理學院教授張旭蘋發(fā)明的 基于布里淵效應的連續(xù)分布式光纖傳感技術 通過了教育部組織的專家鑒定。鑒定專家組一致認為，此項技術創(chuàng)新性強，擁有多項自主知識產權，技術上達到了國內領先、國際先進水平，具有良好的應用前景。這一技術的本質是運用了物聯(lián)網概念，該技術填補了我國物聯(lián)網空白。
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