行业知识 | 光纤传感器的历史与发展

 

1977年，光纤传感技术研究伴随着光纤技术和光通信技术，迅猛发展起来，成为一种新型传感技术。

 

根据观研报告网发布的《中国光纤传感器行业发展态势分析与投资战略预测报告（2022-2029年）》显示，目前，我国光纤传感器行业已广泛应用遍布军事、国防、航天航空、交通运输、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断等方面，得到了卓有成效的发展和推广，下游应用领域十分宽广。

 

什么是光纤传感器          

光纤传感器（Fibre sensor）的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，成为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。光纤传感器的优点是与传统的各类传感器相比，光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，使其拥有一系列独特的优点。光纤传感器可用于位移、震动、转动、压力、弯曲、应变等的测量。
 

光纤传感器的发展进程        

1975年军用及工业应用开发

1976年光纤陀螺概念提出；光时域反射计提出

1977年美国FOSS计划

1979年第一只光纤光栅诞生

1980年实验室级别设备实地试验

1982年光纤水听器海上试验

1985年军事传感器开始开发

1987年光子晶体光纤概念出现

1990年第一代工业设备实地试验

1995年石油和天然气首次实地实验

2001年首套石油和天然气光纤测试系统

2005年全光纤分布式系统出现

2011年国产光纤陀螺在天宫一号空间站应用

目前，中国光纤传感市场产业化格局基本形成，从最初单一的技术产品推广逐步向成熟的整体解决方案迈进，从产品种类、工艺质量及工程实施服务等多方面得以逐步完善，行业标准及规范逐渐形成。主要研究领域包括：

1）新型敏感材料研究；

2）分布式光纤传感系统开发；

3）新型专用光电子器件开发；

4）适合于易燃易爆、强磁场干扰、高辐射、高温高压场所的光纤传感器开发；

5）大型结构工程长期安全监测与健康诊断的光纤传感器及其传感系统开发；

6）光纤光栅传感器产业技术研究；

7）光纤智能材料与结构及其应用研究；

8）光纤陀螺的工程应用研究；

9）微光机电系统；

10）准分子激光微加工技术研究；

11）特种光纤传感器件及其他类型光纤传感器的开发。

 

光纤传感器的特点    

 

1、精度高，响应速度快，线性特征范围宽，使用的重复性好，检测信号的信噪比高，由于现在光纤的量产化，价格低廉，可以广泛使用。

2、光纤由电介质材料石英制成，传输的是光信号，因此安全性、可靠性好，抗电磁干扰能力强，能适应在电力、石油、化工、冶金等易燃易爆或有毒的环境条件下工作。

3、抗腐蚀，抗污染能力强，可用于温差较大的地方，时间时间老化特性优良，工作寿命长。

4、体积小，重量轻，容易安装，对被测对象环境适应能力强。

5、光纤是无源器件，自身独立性好，不会破坏被测量物的状态。

6、测量对象广泛。目前已有性能不同的多种测量温度、压力、位移、速度、液面、核辐射等各种物理量、化学量、生物量等的光纤传感器。

7、便于多点复用、传输损耗小，适合于组成测量网络，实现多点实时智能化的遥测。

 

明治传感器工业光纤传感器种类丰富，拥有经济稳定的光纤放大器及适用于各类工业场合的各类光纤元件,伴随新的机理及特种光纤、专用器件和新技术的不断问世，光纤传感器的性能指标不断提高，更多的应用不断涌现，应用前景广阔。

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