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光纤传感器的原理及应用范围是什么?

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admin 发表于 2019-1-24 09:44:15 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
   纤传感器主要由光源、传输光纤、光电探测器和信号处理部分等组成。其基本原理是将来自光源的光经过光纤送入传感头(调制器),使待测量参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位和偏振态等)发生变化,成为被调制的信号光,再经过光纤送入光电探测器,将光信号转化为电信号,最后经过信号处理后还原出被测物理量。
 自光纤传感器诞生以来,其优越性及应用广泛性受到了世界各国的密切关注及高度重视,并对其展开了积极的研究及开发。目前,已经实现了光纤传感器对位移、压力、温度、速度、振动、液位和角度等70多种物理量的测量。   美国、英国、德国和日本等一些国家将重点研究放在光纤传感器系统、现代数字光纤控制系统、光纤陀螺、核辐射监控、飞机发动机监控和民用计划等6个方面,并取得了一定的成就。


 我国光纤传感器的研究工作开始于1983年,一些大学、科研院所和公司等对光纤传感器的研究使得光纤传感技术得到了飞速发展。
   2010年南京大学工程管理学院教授张旭苹发明的"基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术"通过了教育部组织的专家鉴定。鉴定专家组一致认为,此项技术创新性强,拥有多项自主知识产权,技术上达到了国内领先、国际先进水平,具有良好的应用前景。这一技术的本质是运用了物联网概念,该技术填补了我国物联网空白

光纤传感器的原理及应用范围

光纤传感器的原理及应用范围
 分类及特点:
 光纤传感器一般可分为功能型(传感型)传感器和非功能型(传光型)传感器两大类:
 功能型传感器是利用光纤对外界信息具有敏感能力和检测能力的特性,将光纤作为敏感元件,当被测量在光纤中传输时,光的强度、相位、频率或偏振态等特性将发生变化,从而实现了调制的功能。然后再通过对被调制过的信号进行解调,得出被测信号。
 非功能型传感器是利用其他敏感元件来感受被测量的变化,光纤仅作为信息的传输介质,即光纤只起导光作用。
 先进的光纤传感器的灵敏度比传统的传感器高几个数量级,可以测量的物理量已达70多种。总结起来它具有一下几个特点:
 1、精度高,响应速度快,线性特征范围宽,使用的重复性好,检测信号的信噪比高,由于现在光纤的量产化,价格低廉,可以广泛使用。
 2、光纤是由电介质材料石英制成,传输的是光信号,因此安全性、可靠性好,抗电磁干扰能力强,能适应在电力、石油、化工、冶金等易燃易爆或有毒的环境条件下工作。
 3、抗腐蚀,抗污染能力强,可用于温差较大的地方,时间时间老化特性优良,工作寿命长。
 4、体积小,重量轻,容易安装,对被测对象环境适应能力强。
 5、光纤是无源器件,自身独立性好,不会破坏被测量的状态。
 6、测量对象广泛。目前已有性能不同的多种测量温度、压力、位移、速度、液面、核辐射等各种物理量、化学量、生物量等的光纤传感器。
 7、便于多点复用、传输损耗小,适合于组成测量网络,实现多点实时智能化的遥测。

光纤传感器的原理及应用范围

光纤传感器的原理及应用范围
 应用范围:
 光纤传感器在石油化工系统中的应用
 在石化系统中,由于地下环境中高温、高压、化学腐蚀和强电磁干扰,传统光纤型传感器难以在井中良好运行。但是,光纤本身不带电,机身小巧,轻便,灵活,并且耐电磁干扰。、具有良好的抗辐射性。它特别适用于恶劣环境中易受爆炸的、空间受到严格限制和强电磁干扰的环境。
   因此,光纤传感器在油井参数测量中发挥着不可替代的作用,将适用于油气勘探和采油。该领域的新技术具有广阔的市场前景。
 光纤传感器在油气勘探中的应用
 光纤传感器在勘探钻井中特别独特,因为它们具有高耐温性、多通信、分布式传感能力,并且只需要使用很小的空间来满足其使用条件。
 光纤传感器可用于制造适用于此特殊操作的井下光谱仪,分布式温度传感器和光纤压力传感器。复杂电网结构、分布广泛,高压电力线和电力通信网络存在各种隐患。因此,系统中各种线路、网络的分布式监控尤为重要。
 光纤传感器应用于高温电缆温度和应变测量
 目前,国外(主要是英国、日本等)已经开发出使用激光拉曼光谱的分布式光纤温度传感器产品。该国还积极开展该领域的研究工作。将分布式光纤温度传感技术引入中国电力系统电缆温度测量的研究工作才刚刚开始。
   以上已经作出详细的讲述,传感器的范围和类型众多,后面会一一介绍,如果你对光纤光栅传感器感兴趣,请点击阅读!


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