光纤应用的广泛领域 (光纤应用的广泛性)

摘要

光纤光栅传感器因其独特的优势在世界范围内受到广泛的重视,并已经取得了持续和快速的发展。本文就国内外光纤光栅传感器在民用工程结构、航空航天业、船舶航运业、石油化工业、电力工业、核工业、医学等方面的应用作了简单的综述,并介绍了我单位在这方面研究概况。

关键词光纤光栅,传感器,应用。

1 引言

传统的光纤传感器绝大部分都是光强型和干涉型的。光强型传感器的信息读取是测量光强大小,这样光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素会影响测量精度。而干涉型传感器的信息读取是观察干涉条纹的变化,这就要求干涉条纹清晰,而干涉条纹清晰就要求两路干涉光的光强相等,这样光纤光路的灵活和连接的方便等优点将大打折扣,而且干涉型传感器是一种过程传感器,而不是状态传感器,必须要有一个固定参考点,这样就给光纤传感器的应用带来了难度。

光纤光栅传感器是一类新型光纤传感技术,除了具有普通光纤传感器的许多优点外,还有一些明显优于其它光纤传感器的地方,其中最重要的就是光纤光栅传感器的传感信号为波长调制,这一传感机制的好处在于:

  1. 测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的[color=000000]影响;
  2. 避免了一般干涉型传感器中相位测量的不清晰和[8],创造了当时在一座桥梁上使用光纤光栅传感器最多的纪录。这座桥梁于1970年建成,已经出现了许多疲劳裂纹,光纤光栅传感系统不仅可以对标准车辆进行探测和计数,而且可以测量车辆的速度和重量,有了此系统,就能监视动态荷载引起的结构响应、退化和损坏,了解桥梁对交通响应的长期变化。1997年,在美国俄亥俄州的巴特勒县建造了一座全复合材料的桥梁,复合材料在制作过程中埋入了光纤光栅应变传感器,通过互联网可以有规律地监视桥梁的荷载响应和跟踪连接绳索的长期性能[9]。佛蒙特大学的一个研究小组用光纤光栅传感器远距离监测沃特伯里佛蒙特钢构架大桥,测量数据传输到中心计算机进行分析并发布到互联网上[10]。俄勒冈哥伦比亚河谷上的Horsetailfall桥是一座古老的桥梁,1914年建成

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