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光纖傳感器的另外一個(gè)大類是利用光纖的傳感器。其結(jié)構(gòu)大致如下:傳感器位于光纖端部,光纖只是光的傳輸線,將被測(cè)量的物理量變換成為光的振幅,相位或者振幅的變化。在這種傳感器系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的傳感器和光纖相結(jié)合。光纖的導(dǎo)入使得實(shí)現(xiàn)探針化的遙測(cè)提供了可能性。這種光纖傳輸?shù)膫鞲衅鬟m用范圍廣,使用簡(jiǎn)便,但是精度比*類傳感器稍低。光纖在傳感器家族中是*,它憑借著光纖的優(yōu)異性能而得到廣泛的應(yīng)用,是在生產(chǎn)實(shí)踐中值得注意的一種傳感器。光纖傳感器憑借著其大量的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為傳感器家族的*,并且在各種不同的測(cè)量中發(fā)揮著自己獨(dú)到的作用,成為傳感器家族中*的一員。光纖傳感器的輕巧性、耐用性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,使其能夠方便的應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)和混凝土等各種建筑材料的內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)。
光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器,使待測(cè)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、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,成為被調(diào)制的信號(hào)光,在經(jīng)過光纖送入光探測(cè)器,經(jīng)解調(diào)后,獲得被測(cè)參數(shù)。由于在傳統(tǒng)終端市場(chǎng)的應(yīng)用可能性擴(kuò)大以及新應(yīng)用領(lǐng)域的新興機(jī)會(huì)所推動(dòng),2013年光纖傳感器市場(chǎng)規(guī)模為18.9億美元。預(yù)計(jì),到2020年,光纖傳感器市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)35億美元。傳統(tǒng)終端市場(chǎng)包括航空航天、國(guó)防、石油天然氣開采、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和電信行業(yè)。傳統(tǒng)終端市場(chǎng)的發(fā)展將繼續(xù)推進(jìn)光纖傳感器市場(chǎng)的增長(zhǎng)。通信行業(yè)從3G到4G網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)過渡、關(guān)注智能結(jié)構(gòu)的增長(zhǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新興增長(zhǎng)、石油天然氣領(lǐng)域的發(fā)展都為市場(chǎng)增長(zhǎng)提供了重要機(jī)遇。尤其是在新興市場(chǎng)中,如中國(guó)和印度,增長(zhǎng)的制造活動(dòng)、上升的汽車需求、穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動(dòng)以及國(guó)防支出的增加,都成為光纖傳感器行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素。邦納banner光纖傳感器*
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光纖傳感器網(wǎng)有三種基本構(gòu)成,其中一個(gè)叫單點(diǎn)式傳感器。一根光纖在這里僅僅起到傳輸?shù)淖饔?,另外一種叫多點(diǎn)式傳感器,在這里一根光纖把很多傳感器串起來,這樣很多傳感器可以共用光源實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性監(jiān)測(cè)。再有就是智能光纖傳感器。多點(diǎn)式光纖傳感器,從外表看就是一節(jié)光柵,通過紫外線照射發(fā)現(xiàn)有周期性的間隔。當(dāng)有光纖入射的時(shí)候,如果光纖的波長(zhǎng)正好等于間隔的兩倍,那么這個(gè)光波將會(huì)受到強(qiáng)烈的反射,而如果光纖受到溫度變化或者應(yīng)變等等,這個(gè)反射波長(zhǎng)將會(huì)發(fā)生變化,這種傳感器在一根光纖上可以做很多個(gè),把它連接起來就可以用于各種各樣的傳感應(yīng)用。因?yàn)楣饫w是軟的,它可以兩維、三維,所以橫軸是空間的位置,縱軸是測(cè)量對(duì)象。它解決了在什么位置上發(fā)生了什么事情,那個(gè)事情有多少個(gè)強(qiáng)度的問題,也就是提供了兩維的信息。這就是智能光纖傳感器所需要解決的問題,它有非常突出的特點(diǎn)要求,包括體積小、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好,可植入材料中??闺姶鸥蓴_、耐環(huán)境。
光纖傳感器已經(jīng)成功應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)。我們看到A-380和波音787,它們的特點(diǎn)是超過一半數(shù)量是碳纖維,比如說碳纖維符合樹脂有幾種缺失,一個(gè)是層與層之間的剝離,由于這種材料比較強(qiáng),所以很難像鋁合金材料那樣實(shí)行碳酸檢測(cè),所以研究人員現(xiàn)在開始研究把光纖傳感器埋到復(fù)合材料當(dāng)中去,由于這種材料一層大概125微米的厚度,所以這種光纖傳感器必須是特別細(xì)小的光纖傳感器,大概直徑在50個(gè)微米左右。我們說光纖傳感器網(wǎng)可以成為安全安心社會(huì)的神經(jīng)網(wǎng)。光纖傳感器網(wǎng)可以用語(yǔ)光纖通訊網(wǎng)的診斷技術(shù)。光纖傳感器網(wǎng)在安防方面已經(jīng)有很多的應(yīng)用,國(guó)內(nèi)有很多企業(yè)在這方面開展了卓有成效的工作。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世紀(jì)初,該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚處于立項(xiàng)和預(yù)研階段。邦納banner光纖傳感器*
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