物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展得益于光纖傳感器鼎力相助

胤旭機(jī)電 >> 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展得益于光纖傳感器鼎力相助 : 近年來(lái)，傳感器朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和

近年來(lái)，傳感器朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能;盡緣、無(wú)感應(yīng)的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在人達(dá)不到的地方(如高溫區(qū)或者對(duì)人有害的地區(qū)，如核輻射區(qū))，起到人的線人作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
 

基本工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
 

光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送進(jìn)調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)進(jìn)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、偏正態(tài)等)發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號(hào)光，在經(jīng)過(guò)光纖送進(jìn)光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。
 

光纖傳感器的應(yīng)用于對(duì)磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的丈量。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了很多行業(yè)多年來(lái)一直存在的技術(shù)困難，具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用：
 

1、市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測(cè)試應(yīng)力松馳、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力，從而評(píng)估橋梁短期施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
 

2、電力系統(tǒng)，需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù)，如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等，由于電類傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾，無(wú)法在這類場(chǎng)合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)丈量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普遍光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)，還具有對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布傳感能力，利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)丈量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)溫度，定位精度可達(dá)米的量?jī)?yōu)質(zhì)，丈量精度可達(dá)1度的水平，非常適用大范圍交點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。
 

在實(shí)際生活中，光纖傳感器種類是非常多的，但是，我們將這些傳感器類型歸結(jié)為兩大類型，即傳感型與傳光型。和傳統(tǒng)電傳感器進(jìn)行比較，光纖傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如抗干擾能力較強(qiáng)、絕緣性好、靈敏度偏高，所以，當(dāng)前在各個(gè)領(lǐng)域都有光纖傳感器的身影。
 

光纖傳感器助力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展市場(chǎng)容量將近萬(wàn)億
 

自出現(xiàn)光纖傳感器后，它的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用引起了各個(gè)國(guó)家人們的高度關(guān)注。并且對(duì)光纖傳感技術(shù)進(jìn)行了深入的研究?，F(xiàn)如今，通過(guò)光纖傳感器可以對(duì)位移、溫度、速度、角度等物理量進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)如今，很多西方發(fā)達(dá)國(guó)家將對(duì)光纖傳感器研究的重點(diǎn)放在光纖控制系統(tǒng)、核輻射監(jiān)控、民用計(jì)劃等多個(gè)方面，同時(shí)已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)。
 

我國(guó)對(duì)光纖傳感器的研究起步較晚，有很多研究所、企業(yè)等對(duì)光纖傳感器的深入研究促進(jìn)了光纖傳感技術(shù)的發(fā)展。在2010年，張旭平的關(guān)于“布里淵效應(yīng)連續(xù)分布式光纖傳感技術(shù)”通過(guò)了專家的鑒定。專家組都認(rèn)為此技術(shù)有很強(qiáng)的創(chuàng)新性，技術(shù)已達(dá)到世界**水平，因此，有廣闊的發(fā)展前景。此技術(shù)的發(fā)展主要是應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從而加速了我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
 

傳感器成為物聯(lián)網(wǎng)極其重要的一組成部分。因此，傳感器性能好壞決定了物聯(lián)網(wǎng)的性能好壞?？梢哉f(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)獲得信息的主要手段為傳感器。這樣一來(lái)，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。
 

光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
 

通過(guò)上述分析得知，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須要借助大量傳感器獲得各種環(huán)境參數(shù)，從而為物聯(lián)網(wǎng)更可靠的數(shù)據(jù)信息，再經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的處理，得到人們需要的結(jié)果。以下是對(duì)光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的探討。
 

目前應(yīng)用比較廣的光纖傳感器有四種，分別是光纖陀螺、光纖水聽(tīng)器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。其中，光纖陀螺有干涉型、諧振型和布里淵型三種類型，干涉型光纖陀螺是技術(shù)上很成熟的**代商品化階段，諧振光纖陀螺是處于實(shí)驗(yàn)室研究階段的第二代，布里淵型光纖陀螺是在理論研究階段的第三代光纖陀螺傳感器;光纖水聽(tīng)器是在光纖、光電子技術(shù)基礎(chǔ)上的一種水下聲音信號(hào)傳感器，這種傳感器通過(guò)高度靈敏的光纖相干檢測(cè)，把水中的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再通過(guò)光纖傳到信號(hào)處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，這種傳感器按原理可以分為干涉型、強(qiáng)度型、光柵型等類型;在光纖光柵傳感器的產(chǎn)品中包括應(yīng)變傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，其中光纖bragg光柵傳感器是這幾年的研究熱點(diǎn)，它們大部分屬于光強(qiáng)型和干涉型，并且各有利弊。自今年來(lái)電力的發(fā)展是突飛猛進(jìn)的，這種情況下，面對(duì)著強(qiáng)大電流的測(cè)量問(wèn)題，光纖電流傳感器可以很好的避免一些由于電力過(guò)強(qiáng)而引發(fā)的事故。