全球光纖傳感技術(shù)發(fā)展始于1977年,近年來,在機械、電子儀器儀表、航天航空、石油、化工、食品安全等領(lǐng)域的生產(chǎn)過程自動控制、在線檢測、故障診斷等方面,得到了發(fā)展和推廣。美國光纖傳感器研究起步早,光纖傳感技術(shù)在世界上較為先進,是全球光纖傳感器區(qū)域市場。從2012年到2017年間,全球光纖傳感器(包括點分式和分布式)消費值的平均年增幅高達20.3%。美國占據(jù)全球光纖傳感器的絕大部分市場份額。同時,預(yù)計2015-2020年,亞太地區(qū)將以12.7%的年均復(fù)合增長率成為增速較快的市場。近年來,中國成為亞太地區(qū)主要的光纖傳感產(chǎn)品應(yīng)用市場。2011年交通及石化行業(yè)的光纖火災(zāi)報警產(chǎn)品市場規(guī)模在2億元水平,電力設(shè)備光纖傳感溫度檢測及應(yīng)用規(guī)模達到2億元水平,光纖傳感環(huán)境監(jiān)測、光纖陀螺產(chǎn)品市場達到2億元水平,光纖周界市場在0.5億元水平。光纖光柵傳感器的響應(yīng)速度非???,可以實時跟蹤動態(tài)變化的應(yīng)變和溫度。四川分布式光纖應(yīng)變傳感器特點
分布式光纖振動傳感器具有高靈敏度、高精度、長距離監(jiān)測等優(yōu)點,因此在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。以下是幾個具體應(yīng)用示例:安全監(jiān)控:分布式光纖振動傳感器可以用于監(jiān)測重要設(shè)施和區(qū)域,如機場、鐵路軌道、建筑等。當(dāng)有人或車輛靠近時,傳感器會立即檢測到并觸發(fā)警報。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測:分布式光纖振動傳感器可以用于監(jiān)測大型橋梁、高層建筑等結(jié)構(gòu)的健康狀況。通過對結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)進行監(jiān)測和分析,可以評估結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。地震學(xué)研究:分布式光纖振動傳感器可以用于地震觀測網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)對地震活動的實時監(jiān)測和定位。這對于地震預(yù)警和地震科學(xué)研究具有重要意義。交通控制:分布式光纖振動傳感器可以用于監(jiān)測道路和橋梁的車輛流量。通過分析傳感器的輸出信號,可以提取出行車規(guī)律,為交通管理和控制提供決策支持。環(huán)境監(jiān)測:分布式光纖振動傳感器可以用于監(jiān)測環(huán)境中的物理和機械振動,如地震、風(fēng)暴、洪水等自然災(zāi)害的前兆。這對于災(zāi)害預(yù)防和環(huán)境保護具有重要意義。黑龍江壓電式加速度傳感器哪里有光纖傳感器還可以用于智能家居和物聯(lián)網(wǎng)中,實現(xiàn)智能化控制和監(jiān)測。
FBG測量原理:FBG溫度傳感器通過測量Bragg波長的漂移實現(xiàn)對被測量的溫度檢測,溫度的變化會引起光纖光柵的柵距和折射率的變化,從而使光纖光柵的反射譜和透射譜發(fā)生變化,當(dāng)入射光經(jīng)過Bragg光柵被反射回來,由于受溫度的調(diào)制,其反射光的中心波長發(fā)生了漂移,其漂移量與溫度、應(yīng)變存在線性關(guān)系,因此,檢測到波長的變化量,就可以求出溫度的大小。常規(guī)I型光纖光柵只能在300℃以下工作,常規(guī)FBG并不適用于高溫傳感領(lǐng)域。能在300℃以上長期穩(wěn)定工作、不發(fā)生熱衰減、不論何種機理形成的光纖光柵均可稱為高溫光纖光柵。
與傳統(tǒng)的光纖光柵相比,由此產(chǎn)生的拉絲塔光柵提供了許多非常重要的優(yōu)勢,比較明顯的是:與傳統(tǒng)光柵相比,機械強度極高,是傳統(tǒng)光柵的5倍以上。拉拔塔光柵技術(shù)允許用大量傳感器元件制作無拼接光柵鏈。ORMOCER涂層材料允許它們在-180°C至+200°C之間的范圍較廣溫度范圍內(nèi)使用。這種涂層與玻璃纖維具有優(yōu)異的附著力,這意味著它們可以直接應(yīng)用于結(jié)構(gòu)中,而不需要去除涂層。涂層沿完全纖維長度均勻,即使在光纖光柵位置也是如此。由于它們是采用自動化生產(chǎn)工藝制造的,因此獲得了很高的重復(fù)性和質(zhì)量。這種同時拉伸光纖和寫入光柵的過程產(chǎn)生了強度較高的光柵鏈。在光柵銘文后直接涂上纖維涂層。因此,通常使用的標(biāo)準(zhǔn)FBG剝離和重編碼過程是不必要的,在DTG制造過程中保持原始纖維的完整性光纖傳感器還可以用于安全監(jiān)控,如監(jiān)測建筑物的振動和變形。
光纖傳感技術(shù)的出現(xiàn),是當(dāng)今傳感器技術(shù)領(lǐng)域新的探索和發(fā)展,光纖傳感技術(shù)主要依靠的是光纖傳感器,光纖傳感器是以光信號為變換和傳輸?shù)妮d體,主要用于精度的測量。主要利用光導(dǎo)纖維的傳光特性,把被測量轉(zhuǎn)換為光特性(強度、相位、偏振態(tài)、頻率、波長)改變的傳感器。它是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器,使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調(diào)制的信號光,在經(jīng)過光纖送入光探測器,經(jīng)解調(diào)后,獲得被測參數(shù)FBG 傳感器采用波分復(fù)用技術(shù)可實現(xiàn)一根光纖上傳感多個傳感器,實現(xiàn)溫度、應(yīng)變、加速度、位移等物理量測量。山東分布式光纖振動傳感器怎么用
塔架結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)可以對塔架的應(yīng)變、溫度、振動、傾斜、沉降等參數(shù)進行實時監(jiān)測。四川分布式光纖應(yīng)變傳感器特點
光導(dǎo)纖維由纖芯、包層、外套組成。纖芯位于光纖的中心直徑約為5~75um,是由玻璃或塑料制成的圓柱體,光主要在纖芯中傳輸。圍繞著纖芯的圓筒形部分稱為包層,直徑約為100~200um,是用較纖芯折射率小的玻璃或塑料制成的。在包層外面通常有一層尼龍外套,直徑約為1mm,它方面可以增強光纖的機械強度,起保護作用:另一方面用于以分辨各種顏色光纖。數(shù)值孔徑NA是光纖的一個基本參數(shù),它反映了光纖的集光能力。光纖端面的入射光只有處于20c的錐角內(nèi),進入光纖后才能滿足全反射條件,此時界面的損耗很小,反射率可達0.9995。同時光纖的可彎曲性是它的一大優(yōu)點。若一根直徑為d的圓柱形光纖被彎曲成曲率半徑為R的圓弧形,只要R24d,則給定的NA值范圍以內(nèi)的光線都可在彎曲光纖中傳播。由于實際使用的光纖直徑只有幾十微米,所以光纖即使特別彎曲,局部光路仍可當(dāng)成近似直線。四川分布式光纖應(yīng)變傳感器特點