光纖傳感器的發(fā)展歷程

1970年，世界上首根真正意義上的光纖問(wèn)以來(lái)，光纖的發(fā)展便進(jìn)入了飛速的階段。光纖起初作為光波信息傳輸?shù)拿浇?，具有低損耗、高速度、抗干擾和低成本等優(yōu)勢(shì)。隨著光纖在各行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)光在光纖內(nèi)傳播時(shí)，其光強(qiáng)、相位、波長(zhǎng)、偏振態(tài)和頻率等特征參數(shù)會(huì)受外界環(huán)境的影響。據(jù)此，人們意識(shí)到光纖除了作為傳播媒介外，其在傳感領(lǐng)域也擁有巨大的前景。經(jīng)過(guò)多年的研究，現(xiàn)如今已經(jīng)開(kāi)發(fā)出適用于不同環(huán)境的各類(lèi)光纖傳感器，憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其在科研和工業(yè)界都有著重要的地位，包括航空航天、石油化工、醫(yī)療、電力傳輸?shù)阮I(lǐng)域?，F(xiàn)常見(jiàn)的光纖傳感器包括溫度、應(yīng)變、壓力、加速度、振動(dòng)等。 光纖傳感器不含機(jī)械部件，不存在磨損和疲勞等問(wèn)題，具有較長(zhǎng)的使用壽命。惠州慢反射光纖傳感器接線圖

光纖傳感器的優(yōu)勢(shì)

相比起傳統(tǒng)式的電子傳感技術(shù)，光纖傳感技術(shù)具有許多的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在:(1)靈敏度高由于光是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，通過(guò)光的相位便得到其光學(xué)長(zhǎng)度。以光纖干涉儀為例，由于所使用的光纖直徑很小，文庫(kù)受到微小的機(jī)械外力的作用或溫度變化時(shí)其光學(xué)長(zhǎng)度要發(fā)生變化(2)抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全由于光纖傳感器是利用光波傳輸信息，而光纖又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸媒質(zhì)，并且安全可靠，這使它可以方便有效地用于各種大型機(jī)電、石油化工,礦井等強(qiáng)電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。(3)測(cè)量速度快光的傳播速度快且能傳送二維信息，因此可用于高速測(cè)量。對(duì)雷達(dá)等信號(hào)的分析要求具有極高的檢測(cè)速率，應(yīng)用電子學(xué)的方法難以實(shí)現(xiàn)，利用光的行射現(xiàn)象的高速頻譜分析便可解決。(4)信息容量大被測(cè)信號(hào)以光波為載體，而光的頻率很高，所容納的頻帶很寬，同一根光纖可以傳翰多路信號(hào)。(5)適用于惡劣環(huán)境光纖是一種電介質(zhì)，耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾，可用于其它傳感器所不適應(yīng)的惡劣環(huán)境中。 惠州慢反射光纖傳感器生產(chǎn)過(guò)程光纖傳感器的高帶寬和低延遲特性使其在通信和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域具有巨大潛力。

光纖傳感器對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的意義

如今，傳感器技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年的不斷發(fā)展，已經(jīng)走上正常的軌道，靈敏、精確、小巧、智能已經(jīng)成為了其發(fā)展的特點(diǎn)。而光纖本身就具有很多優(yōu)異的性能，那么光纖傳感器的性能肯定會(huì)比傳統(tǒng)的傳感器性能更為優(yōu)越，光纖傳感器利用光作為敏感信息的載體，用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)，具有光纖及光學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)。而物聯(lián)網(wǎng)獲得信息的主要手段為傳感器。傳感器所采集信息的可靠性與準(zhǔn)確性都會(huì)對(duì)控制節(jié)點(diǎn)處理和傳輸信息產(chǎn)生一定影響。由此看來(lái)，傳感器的可靠性、抗干擾性等都會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用性能發(fā)揮舉足輕重的作用。

近日，一項(xiàng)重大的科技突破引起了關(guān)注，干涉型光纖傳感器技術(shù)取得了重大進(jìn)展，為智能交通系統(tǒng)提供了更可靠的監(jiān)測(cè)手段。這一突破將為交通管理和安全領(lǐng)域帶來(lái)變革，有望為城市交通系統(tǒng)的智能化發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。干涉型光纖傳感器技術(shù)是一種基于光學(xué)原理的傳感技術(shù)，通過(guò)利用光纖的干涉效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的高精度監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的光纖傳感器技術(shù)存在著對(duì)環(huán)境干擾敏感、監(jiān)測(cè)精度不高等問(wèn)題，而這一新突破的干涉型光纖傳感器技術(shù)克服了這些問(wèn)題，具有更高的靈敏度和穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交通系統(tǒng)中各種參數(shù)的精細(xì)監(jiān)測(cè)。光纖傳感器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸和高精度測(cè)量。

光纖傳感器的基本工作原理

光纖傳感器主要由光源、傳輸光纖、光電探測(cè)器和信號(hào)處理部分等組成。其基本原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入傳感頭(調(diào)制器)，使待測(cè)量參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位和偏振態(tài)等)發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)過(guò)光纖送入光電探測(cè)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，后經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后還原出被測(cè)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(lèi)。 光纖傳感器的數(shù)字化輸出和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能使其在智能化系統(tǒng)中具備更廣闊的應(yīng)用前景。深圳光纖傳感器頭

光纖傳感器的無(wú)線傳輸特性使其在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制方面具有巨大潛力?；葜萋瓷涔饫w傳感器接線圖

波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器傳統(tǒng)的波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器是利用傳感探頭的光譜特性隨外界物理量變化的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此類(lèi)傳感器多為非功能型傳感器。在波長(zhǎng)調(diào)制的光纖探頭中，光纖只是簡(jiǎn)單的作為導(dǎo)光用，即把入射光送往測(cè)量區(qū)，而將返回的調(diào)制光送往分析器。光纖波長(zhǎng)探測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵是光源和頻譜分析器的良好性能，這對(duì)于傳感系統(tǒng)的穩(wěn)定性和分辨率起著決定性的影響。光光纖波長(zhǎng)調(diào)制技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域。例如，對(duì)人體血?dú)獾姆治觥H值檢測(cè)、指示劑溶液濃度的化學(xué)分析、磷光和熒光現(xiàn)象分析、黑體輻射分析和法布里一珀羅濾光器等。而目前所稱(chēng)的波長(zhǎng)調(diào)制型光纖傳感器主要是指光纖布拉格光柵傳感器（FBG）?；葜萋瓷涔饫w傳感器接線圖