分布式光纤传感技术国内外研究进展

发布时间:2017-04-19  发布者:利坤电子

光纤传感技术是现代光纤通信技术发展的产物,是随着传感技术和通信技术的发展而逐步发展起来的一门新型监测技术,其基本原理是光波在光纤中传播时,表征光波的特征参量,如振幅、相位、频率、不同散射光的相应参数等,受到外界因素的调制,如温度、压力、应力、磁场、电场等,使特征参量中的一个或几个直接或间接的变化,通过解调相应的特征参量而监测外界相关因素的变化,因此可以将光纤用作传感元件探测多种物理参量。基于光纤传感技术研制的传感器有着优异的传感性能,同传统的机械类、电子类等传感器相比,其优势主要表现在:
  (1)抗电磁干扰常见通信光纤的主要成分是SiO2,本质电绝缘且光波在光纤中传输无需电源驱动,因此以光纤为载体的光纤传感器抗电磁干扰,不影响外界的电磁场,适合在高压、强电磁干扰、易燃、易爆环境下物理参量的传感和监测;
  (2)结构简单小巧普通光纤外径125μm,其体积小巧,重量轻,因此再加工可塑性好,并且实际应用中易于布设,对结构性态影响小;
  (3)好SiO2光纤化学性能稳定,本质,并且光纤表面包覆的涂覆层通常是高分子材料,腐蚀能力   强,适合在高温、化学侵蚀等恶劣环境中使用;
  (4)测量和频带宽可以实现准分布式或分布式测量,易于组网,长距离传输损耗小;
  (5)测量范围广结合相关学科,可测量物理参量可拓展为温度、压力、应变、应力、液位、气体浓度、液体浓度、流量、流速、电流、电压等。
  目前光纤传感技术的研究和应用主要集中在强度型、干涉型和波长型等,而其中以强度型的光纤布里渊散射型传感技术和光纤拉曼散射型传感技术、干涉型的F-P干涉传感器和白光Michlson干涉、波长型的光纤Bragg光栅传感技术   具有应用前景。

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