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光纖傳感器運(yùn)用的方向及發(fā)展趨勢(shì)
點(diǎn)擊次數(shù)：870 發(fā)布時(shí)間：2017-7-19
近年來(lái)公路交通基礎(chǔ)建設(shè)迅速發(fā)展，隧道和橋梁工程的建設(shè)規(guī)模大，環(huán)境條件復(fù)雜，建設(shè)速度快，所以對(duì)其長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性必須進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，才能有效預(yù)防安全事故的發(fā)生，避免造成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失。公路隧道和橋梁的地質(zhì)災(zāi)害不僅影響公路交通的安全，造成生命和財(cái)產(chǎn)的損失，而且影響經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展。公路隧道和橋梁發(fā)生的災(zāi)害主要包括隧道局部的坍塌、滲漏以及火災(zāi)，橋梁局部裂縫、崩塌等。傳感技術(shù)是這些工程安全監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)和支柱。而隨著工程難度和環(huán)境條件日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的傳感技術(shù)已愈來(lái)愈顯示出它的局限性，如抗干擾能力和抗惡劣環(huán)境能力差，長(zhǎng)期穩(wěn)定性差，難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)非電、大容量、遠(yuǎn)程分布式、數(shù)字化監(jiān)測(cè)等。光纖傳感技術(shù)正是在這種背景下，自20世紀(jì)70年代初誕生以來(lái)，就受到了世界范圍內(nèi)的廣泛重視，并取得了持續(xù)和快速的發(fā)展，成為這些大型工程安全監(jiān)測(cè)的傳感器。因此，近年來(lái)光纖傳感器逐漸的代替了電阻應(yīng)變片傳感器，在大型土木工程中獲得了廣泛的應(yīng)用.
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，應(yīng)用的光纖傳感技術(shù)當(dāng)屬布拉格光纖光柵和基于光時(shí)域反射的分布式傳感器，這種技術(shù)基本上可以滿足中低端市場(chǎng)的需求。而現(xiàn)在光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器及其引申出來(lái)的一代光傳感技術(shù)，這與傳統(tǒng)的光纖傳感有很大的區(qū)別,它可以進(jìn)行超遠(yuǎn)距離的傳輸，精度和敏感度能達(dá)到更高的要求，這在市場(chǎng)上需求很大，21實(shí)際初，該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚處于立項(xiàng)和預(yù)研階段。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上光纖傳感器應(yīng)用主要在以下四種：光纖陀螺、光纖光柵傳感器、光纖電流傳感器和光纖水聽(tīng)器。下面對(duì)這四種產(chǎn)品分別介紹一下。
光纖陀螺
光纖陀螺按原理可分為干涉型、諧振型和布里淵型，這是三代光纖陀螺的代表。*代干涉型光纖陀螺，21實(shí)際初期，該項(xiàng)技術(shù)就已經(jīng)成熟，適合進(jìn)行批量生產(chǎn)和商品化；第二代諧振型光纖陀螺，暫時(shí)還處于實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嵱没七M(jìn)的發(fā)展階段；第三代布里淵型，它還處于理論研究階段。光纖陀螺結(jié)構(gòu)根據(jù)所采用的光學(xué)元件有三種實(shí)現(xiàn)方法：小型分立元件系統(tǒng)、全光纖系統(tǒng)和集成光學(xué)元件系統(tǒng)。21世紀(jì)初期，分立光學(xué)元件技術(shù)已經(jīng)基本退出，全光纖系統(tǒng)用在開(kāi)環(huán)低精度、低成本的光纖陀螺中，集成光學(xué)器件陀螺由于其工藝簡(jiǎn)單、總體重復(fù)性好、成本低，所以在高精度光纖陀螺很受歡迎，是其主要實(shí)現(xiàn)方法。