近年来，传感器朝着灵敏、精确、适应性强沃森WSEN、小巧和智能化的偏向成长。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优良的机能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的机能，径细、质软、重量轻的机械机能；绝缘、无感应的电气机能；耐水、耐高温、耐腐化的化学机能等，它可以或许在人达不到的处所（如高温区或者对人有害的地区，如核辐射区），起到人的耳目感化，并且还能超进出的心理界线，接收人的感官所感触感染不到的外界信息。

光纤传感器的应用于对磁、声、压力、温度、加快度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及公平易近经济和国防上所有重要范畴和人们的日常生活，尤其可以安然有效地在恶劣情况中应用，解决了很多行业多年来一向存在的技巧难题，具有很大年夜的市场需求。重要表示在以下几个方面的应用：

根本工作道理及应用范畴

光纤传感器的根本工作道理是将来自光源的光经由光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光互相感化后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）产生变更，称为被调制的旌旗灯号光，在经由光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

● 城市扶植中桥梁、大年夜坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维加强塑料及各类复合伙估中，用于测试应力松驰、施工应力和动荷载应力，大年夜而评估桥梁短期施工阶段和经久营运状况的构造机能。

分布式光纤经久耐用，安然靠得住，由它构成的收集可以遍布坝体，这些光纤收集如同神经体系，可以感知坝体各部位相干信息，大年夜坝是以而有望成为一种机灵构造。分布式光纤监陈技巧是现代高科技的结晶，是一种幻想的大年夜坝安然监测体系，广大年夜安然监测工作者应予以积极推广。
● 在电力体系，须要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大年夜型电机的定子、转子内的温度检测等，因为电类传感器易受电磁场的干扰，无法在这类场合中应用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年成长起来的一种用于及时测量空间温度场分布的高新技巧，分布式光纤温度传感体系不仅具有广泛光纤传感器的长处，还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感才能，应用这种特点我们可以持续及时测量光纤沿线几公里内各点温度，定位精度可聪慧的量级，测量精度可达1度的程度，异常实用大年夜范围交点测温的应用处合。
光纤传感器可分两大年夜类：一类是功能型（传感型）传感器；另一类长短功能性（传光型）传感器。

光纤传感器的分类

功能型传感器是应用光纤本身的特点把光纤作为敏感元件，被测量对光纤内传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特点产生变更，现经由过程被调制走的传导进行解调，大年夜而得出被测旌旗灯号。

光纤在个中不仅是导光媒质，并且也是敏感元件，光在光纤内被测量调制，多采取多模光纤。

长处：构造紧凑，灵敏度度。缺点：须用特别光纤，成本高。典典范子：光纤陀螺、光纤水听器等。

非功能型传感器是应用其它敏感元件感触感染被测量的变更，光纤仅作为信息的传输介质，常采取单模光纤。光纤在个中仅起导光感化，光照在光纤型敏感元件上被测量调制。

长处：无需特别光纤及其他特事迹巧，比较轻易实现，成本低。缺点：灵敏度较低。实用化的大年夜都长短功能型的光纤传感器
今朝光纤传感器已经有70多种，光纤声传感器是一种应用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很渺小的外力感化时，就会产生微曲折，而其传光才能产生很大年夜的变更。声所以一种机械波，它对光纤的感化就是使光纤受力并产生曲折，经由过程曲折就可以或许获得声音的强弱。光纤陀螺也是光纤自身传感器的一种。与激光陀螺比拟，光纤陀螺灵敏度高，体积小，成本低，可以用于飞机、舰船、导弹等的高机能惯性平易近航体系。
荧光光纤传感器

与化学传感器不合，光纤生物传感器主如果应用荧光免疫竞争道理实现对分析物的检测。Shriver-Lake等人成长了一种合适于多目标检测的荧光光纤传感器，采取免疫竞争办法可同时检测TNT和RDX（三次甲基三硝基胺）两种爆炸物。他们将抗体固定在光纤外面，荧光标记抗原与自由抗原在光纤外面进行免疫竞争，经由过程检测荧光强度的变更，可定量检测爆炸物的体积分数。须要指出的是，固然荧光光纤生物传感器具有灵敏度高、选择性好等长处，但应用稳定性差是其难以克服的缺点。

跟着新的荧光敏感材料的出现，爆炸物的荧光检测办法也在赓续成长。Swager小组应用微纳米颗粒材料比外面大年夜的特点，应用层层组装技巧将共轭荧光高分子固定于微球外面，制成了可对硝基芳烃类火药实现灵敏检测的功能荧光微球材料，并形象地称其为“智能砂子”。针对共轭荧光高分子薄膜荧光传感器的局限性，提出了以固定化多环芳烃的超分子行动为基本的传感薄膜材料设计新思惟，制备了十余种新型传感薄膜材料，已实现了对有机二酸等的选择性检测。实验发明，在这些薄膜中，芘功能化薄膜对空气中硝基芳烃类化合物的存在十分敏感，其灵敏度可与共轭荧光高分子薄膜相媲美，展示出很好的应用开辟前景。可以预期，薄膜荧光传感器所具有的巨大年夜优势必将使其在硝基芳烃类火药的超灵敏快速检测方面获得实际应用。



分布式光纤监陈技巧
20世纪70年代，光纤监陈技巧伴跟着光导纤维及光纤通信技巧的成长而敏捷成长起来。与传统的监陈技巧比拟，光纤监陈技巧有一系列独特的长处：

● 光纤传感器以光旌旗灯号作为载体，光纤为媒质，光纤的纤芯材料为二氧化硅，是以，该传感器具有耐腐化、抗电磁干扰、防雷击等特点，属本质安然。

● 光纤本身轻微纤柔，光纤传感器的体积小、重量轻，不仅限于布设安装，并且对埋调部位的材料机能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设。

● 灵敏度高，靠得住性好，应用寿命长。分布式光纤监陈技巧除了具有以上的特点外，还具有以下两个明显的长处：可以精确地测出光纤沿线任一点的监测量，信息量大年夜，结不雅直不雅；光纤既作为传感器，又作为传输介质，构造简单，不仅便利施工，潜在故障大年夜大年夜低于传统技巧，可保护性强，并且机能价格比好。


光纤测温技巧


光纤测温技巧是近年才成长起来的新技巧，并已逐渐显露出某些优良特点。可是，正象其他新技巧一样，光纤测温技巧并不是全能的，它不是用来代替传统办法，而是对传统陈盥办法的弥补与进步。充分发挥它的特长，就能创造出新的测温筹划与技巧应用的场合，如下所述：

● 强电磁场下的温度测量。高频与微波加热办法受到人们看重，正在向如下范畴逐渐扩大：金属的高频熔炼、焊接与淬火、橡胶的硫化、木材与织物的烘干以及制药、化工，甚至家庭烹调等。光纤测温技巧在这些范畴中有着绝对优势，因为它既无导电部导引起的附加升温，又不受电磁场的干扰。

● 高压电器的温度测量。最典范的应用是高压变压器绕阻热点的温度测量。英国电能研究中间大年夜20世纪70年代中期就开端潜心研究这一课题，起先是为了故障诊断与预告，后来竽暌怪用于计算机电能治理的应用，转入了安然过载运行，使体系处于最佳功率分派状况。另一类应用的场合是各类高压装配，如发电机、高压开关、过载保护装配，甚至架空电力线和地下电缆等。


● 易燃易爆物的临盆过程与设备的温度测量。光纤传感器在本质上是防火防爆器件，它不须要采取隔爆办法，十分安然靠得住。与电学传感器比拟，既能降低成本又能进步灵敏度。例如，大年夜型化工厂的反竽暌功罐工作在高温高压状况，反竽暌功罐外面温度特点的及时｀测可确保颇┞俘确工作，将光纤沿反竽暌功罐外面铺设成感温网格，如许任何热点都能被监控，可有效地预防变乱产生。

● 高温介质的温度测量。在冶金工业中，当温度高于1300℃或1700℃时，或者温度虽不高但应用前提恶劣时，尚存在很多测温难题。充分发挥光纤测温技巧的优势，个中有些难题可望获得解决。例如，钢液、铁液及相干设备的持续测温问题，高炉炉体的温度分布等，有关这类研究国表里都正在进行之中。

● 桥梁安然检测。国内涵大年夜桥安然检测项目中，采取了光纤光栅传感器，检测大年夜桥在各类情况下的应力应变和温度变更情况。在大年夜桥选定的端面上布设了8个光纤光栅应变传感器和4个光纤光栅温度传感器，个中8个光纤光栅应变传感器串接为1路，4个温度传感器串接为1路，然后由光纤传输到桥管所，实现大年夜桥的集中治理。大年夜测试结不雅来看，光纤光栅传感器所取得的测试数据与预期结不雅一致。

● 钢液浇铸检测。连铸机在浇铸时，为防止钢液被氧化、进步质量，欲望钢液在与空气完全隔断的状况下，大年夜大年夜包流到中心包。但实际上，在大年夜包浇铸完时，是由操作员目视断定渣是否流出，因而在大年夜包浇铸停止前5~10分钟之间，密闭状况已破坏。为了防止铸坯质量劣化及缺点断定漏渣，研制出光纤漏渣检测装配。(end)