光纤传感器基本原理及其发展应用_8868体育官网下载
随着光纤及光纤通信技术的飞速发展，光纤传感技术应运而生。自问世以来，光纤传感器以其体积小、轻巧、灵敏度低、响应速度慢、抗电磁干扰能力强劲和使用方便等优点很快发展一起，并普遍应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿和土木工程等各个领域。特别是在是物联网飞速发展的今天，光纤传感技术的地位更加不可忽视。
随着光纤及光纤通信技术的飞速发展，光纤传感技术应运而生。自问世以来，光纤传感器以其体积小、轻巧、灵敏度低、响应速度慢、抗电磁干扰能力强劲和使用方便等优点很快发展一起，并普遍应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿和土木工程等各个领域。特别是在是物联网飞速发展的今天，光纤传感技术的地位更加不可忽视。 光纤传感器基本原理及发展现状 1.光纤传感器基本原理及分类 光纤传感技术是20世纪70年代发展一起的一种新型的传感技术，当光在光纤中传播时，在外界温度、压力、偏移、磁场、电场和旋转等因素起到下，通过光的光线、反射和吸取效应，光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹光效应等，可使光波的振幅、振幅、偏振态和波长等参量必要或间接地发生变化，因而可将光纤作为敏感元件来观测各种物理量。
光纤传感器主要由光源、传输光纤、光电探测器和信号处理部分等构成。其基本原理是将来自光源的光经过光纤送到传感头（调制器），使待测量参数与转入调制区的光相互作用后，造成光的光学性质（如光的强度、波长、频率、振幅和偏振态等）发生变化，沦为被调制的信号光，再行经过光纤送到光电探测器，将光信号转化成为电信号，最后经过信号处理后还原成出有被测物理量。光纤传感器一般可分成功能型（传感型）传感器和非功能型（传光型）传感器两大类。
功能型传感器是利用光纤对外界信息具备脆弱能力和检测能力的特性，将光纤作为敏感元件，当被测量在光纤中传输时，光的强度、振幅、频率或偏振态等特性将发生变化，从而构建了调制的功能。然后再行通过对被调制过的信号展开调制，得出结论被测信号。在这种传感器中，光纤不仅起着了传光的起到，还起着了感的起到。
非功能型传感器是利用其他敏感元件来感觉被测量的变化，光纤仅有作为信息的传输介质，即光纤只起导光起到。与传统的电传感器比起，光纤传感器具备抗电磁干扰能力强劲、电绝缘性好和灵敏度高等优点，因而被普遍应用于各个领域，如环境、桥梁、大坝、油田、临床医学检测和食品安全检测等领域。
2.光纤传感器的发展现状 自光纤传感器问世以来，其优越性及应用于广泛性受到了世界各国的紧密注目及高度重视，并对其进行了大力的研究及研发。目前，早已构建了光纤传感器对偏移、压力、温度、速度、振动、液位和角度等70多种物理量的测量。美国、英国、德国和日本等一些国家将重点研究放到光纤传感器系统、现代数字光纤控制系统、光纤陀螺、核辐射监控、飞机发动机监控和民用计划等6个方面，并获得了一定的成就。 我国光纤传感器的研究工作开始于1983年，一些大学、科研院所和公司等对光纤传感器的研究使得光纤传感技术获得了飞速发展。
2010年南京大学工程管理学院教授张旭苹发明者的基于布里渊效应的倒数分布式光纤传感技术通过了教育部的组织的专家检验。检验专家组完全一致指出，此项技术创新性强劲，享有多项自律知识产权，技术上超过了国内领先、国际先进设备水平，具备较好的应用于前景。
这一技术的本质是运用了物联网概念，该技术空缺了我国物联网空白。 物联网的基本原理 物联网的概念是1999年明确提出的，其英文名称为TheInternetofThings，即物物连接的网络。物联网是在互联网的基础上利用RFID（无线射频辨识）技术、红外感应器、全球定位系统以及激光扫描器等信息传感设备将物品与互联网展开相连，构建信息互相交换和通信，从而构建智能化定位、智能化辨识、追踪、监控和管理的网络。
物联网的技术架构还包括3个层面：感官层、网络层和应用层。 感官层主要是收集物品在物理世界中再次发生的各种数据信息，主要由温度感应器、声音感应器、振动感应器、压力感应器、传感器、终端、RFID标签和读写器、二维码标签和读写器、传感器网络等各种类型的收集和掌控模块构成。 网络层分成终端层和支撑网络两部分，该层需要构建大范围信息沟通，通过现在早已不存在的移动网络、互联网等通信系统，将感官层获得的数据信息传遍地球各个地方，构建地球范围内的远距离通信。 应用层由各种应用服务器构成，该层的主要任务是在感官层和网络层的工作已完成之后汇总取得的所有关于物品的信息，然后对信息展开再行加工，进一步提高信息的综合利用度。
该层是物联网与各种行业的桥梁，可以构建物联网技术应用于到各个行业中，符合行业市场需求，构建行业的智能化。 基于物联网的光纤传感技术应用于方案 由上述物联网的基本知识由此可知，在物联网中必须大量的传感器来感官各种各样的环境参数，为物联网获取最完整的数据信息，然后通过处置获得人们所必须的结果，因此传感器是物联网的核心。 1.在基础设施工程物联网中的应用于 在公路、桥梁、隧道和建筑等根本性工程建设及用于过程中，常常不会经常出现隧道局部塌陷、渗水以及火灾，桥梁局部裂缝、坍塌等现象，不仅严重威胁着人民的生命及财产安全性，还影响了国民经济的较慢平稳发展。
将光纤传感器嵌于这些建筑物或者公共设施内部，可以感觉桥梁的结构变形、结构动态特性及交通荷载等状况，同时利用张力传感器感觉隧道更容易再次发生塌方的局部的变形情况，这些信息可以与互联网结合，构成一个光纤物联网，构建对这些基础设施的长年平稳的动态监测，增加事故的再次发生。 2.在现代农业物联网中的应用于 物联网及传感技术的发展推展了农业现代化技术的变革。将传感技术应用于在农作物的播种、生长、进账及储藏等环节，并构成一个物联网系统，可以使农业的生产及管理超过高产、低耗的目的。
在农作物的播种、生长过程中，通过光纤温度传感器、光纤湿度传感器及光纤二氧化碳传感器等对农作物生长环境中的温度、相对湿度、光照强度、土壤中的养分、ＰＨ值及二氧化碳浓度等物理量展开检测，并动态对系统给管理中心，再行经过自动控制装置调节适当的参数，可使农作物有一个最佳的生长环境，超过较慢生长及高产的目的。 此外，在农产品的加工及储存过程中，某种程度也可以利用光纤温度传感器及光纤湿度传感器来提供粮仓的环境信息并用来指导通风翻晒等作业。对水果、蔬菜等的储藏必须适当的光纤气体传感器来测量乙烯、氧、二氧化碳、氨、氟利昂等气体的浓度。
这些信息可以通过物联网系统对系统到监测中心，展开动态监控，且可以构建远程控制。 3.在智能周界侵略防止系统中的应用于 基于光纤传感技术的周界侵略防止系统，是近年来随着光纤传感技术的发展而在工业领域的众多应用于亮点。目前，应用于在周界侵略防止系统中的传感器种类多样，因而系统的技术解决方案也大相径庭，但总体上来说，皆是使用光纤周界侵略传感器来感觉外界袭扰情况，并及时报警，该项技术可以普遍应用于机场、电站和军事基地等最重要场所。
4.其他应用于 光纤传感器由于具备外用电磁干扰等优点，因此可以应用于电传感器容易用于的场合，在国防上，光纤传感器可用作水声探潜（光纤水听器）、光纤制导、姿态控制、航天航空器的结构受损观测以及战场环境（电磁环境、生化环境等）的观测等；在电力系统中，可用作测量大型电机的转子、定子和高压变压器内部的电流、电压和温度等；此外，光纤传感器还可以用作油气铁矿过程中井下的压力、温度等参数的监测、输油管的外泄监测等，这些皆可以与互联网结合，构成强劲的物联网络，构建安全性生产和管理。 结束语 光纤传感器以其多方面的优点更加受到人们的注目，且已普遍应用于国民生活的有所不同领域。传感器是物联网的核心，随着传感技术及物联网的较慢发展，光纤传感技术与物联网的紧密结合将沦为人们注目的焦点，且在人们的生产和生活中将充分发挥更加大的起到。
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