光纤传感技术的发展现状

发布时间:2016-10-24  发布者:利坤电子

近年来,随着研究的深入和技术的创新,光纤传感技术取得了较快的发展,其中比较突出地体现在以下四个方面。
  (1)光纤光栅传感器。光纤光栅传感器是   近几年传感器的研究热点之一。常见的光纤光栅传感器通过测量布喇格波长的漂移实现对被测量的检测。光纤光栅传感器具有,易构成分布式结构,在一根光纤内可以实现多点测量,可对大型构件进行实时   监测,也可以代替其他类型结构的光纤传感器,用于化学、压力、加速度传感中。光纤光栅传感器由于其   的优势,适用于多种场合测量。对其进行了大量的研究,主要集中在以下几个方面:对具有、高分辨率,且能同时感测应变和温度变化的传感器研究;低成本、小型化、且灵敏的探测技术系统的研究;实际应用研究,包括封装技术、温度补偿技术、传感网络技术。目前,随着实用、廉价的波长解调技术进一步发展完善,光纤光栅传感技术己经向成熟阶段接近,部分也己经商用化。但在性能和功能方面需要提高。
  (2)阵列复用传感系统。阵列式光纤传感系统即采用波分复用、空分复用、时分复用等方式,将单点光纤传感器阵列化,实现空间多点的同时或者分时传感,也称为准分布式系统。目前应用   为广泛的是光纤光栅阵列传感和基于干涉结构的阵列光纤传感系统。阵列化光纤传感的优点是可以实现大范围、长距离多点传感,是大规模光纤传感发展的一个重要趋势。今后,阵列式光纤传感系统的研究方向是综合复用方式的应用,如相干光纤光栅组结构,将光纤光栅高波长选择性能、易与光纤耦合、插入损耗低的优点与干涉型结构、检测的优点相结合,非常适合大规模组网传感。而阵列化的发展方向也对各个传感元的灵敏度、稳定性、批量制作可重复性、解调的准确等提出新的要求。
  (3)分布式光纤传感系统。分布式光纤传感系统是根据沿线光波分布参量,同时获取在传感光纤区域内随时间和空间变化的被测量的分布信息,可以实现长距离、大范围的连续、长期传感,也是当今光纤传感发展的一个重要趋势。目前,基于各种散射机理的分布式传感系统是光纤传感的一个研究热点,包括后向瑞利散射分布式光纤传感技术、基于自发及受激拉曼散射的分布式传感技术、基于自发及受激布里渊散射的分布式光纤传感技术、前向传输模耦合技术等。不同技术具有自身的特点,在具体应用中应该根据需要恰当选择。分布式光纤传感系统在空间上具备测量的连续性,避免使用大量分立的传感元件,降低了传感部分的系统成本。
  (4)智能化光纤传感系统。目前光纤传感的智能化主要体现在光纤传感与通信技术及计算机技术的融合,实现各种功能的智能化,实现信号获取、存储、传输、处理于一体。智能化光纤传感系统在许多新型应用受到广泛关注,如智能材料、环境感知、声发射检测、石油测井等。基于光纤传感的智能材料可以实现对周围环境变化的自判断性、自适应性、自诊断性、自性等诸多性能,在汽车工业、航空航天、、安防、体育及土木工程等有着广泛的应用。

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