光博会资讯:光纤传感倍受青睐

　　近年来，传感器一直朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍却是倍受青睐。

　　光纤传感器应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。其应用范围十分广泛，几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题。因此我们可以说光纤传感器具有很大的市场需求，不说长久，至少在未来5 年，光纤传感器将会有广阔的发展前景。

　　在9 月6 日上午举行的光纤传感技术与应用（国际研讨会）上，来自DenseLight　Semiconductors 、深圳市飞康技术有限公司、新加坡资讯通信研究院、南京大学现代工程与应用科学学院等嘉宾介绍了光纤传感器的最新发展动态。

　　来自 DenseLight Semiconductors Pte Ltd 的COO/CTO Yee-Loy Lam 博士介绍了光子传感的最新趋势，新加坡资讯通信研究院资深科学家陈智浩博士介绍了光纤传感器在医疗保健领域的应用，他指出目前来看，光纤传感器在保健方面的应用有着极为广阔的发展前景。他主要围绕光纤传感器在医疗保健领域的应用展开讨论，例如床传感器、呼吸传感器、BCG（ 卡介苗） 传感器、压力传感器、纺织品传感器等在家庭和医疗机构中的应用。

　　深圳市飞康技术有限公司董事长/CEO黄章勇教授则介绍了用于光纤传感器中的光电子器件情况，包括基于SLED 的半导体光源，和基于激光泵浦的掺铒光纤放大器的宽带光源，以及半导体放大器SOA 模块、1550nm脉冲激光器、1653nm DFB 激光器。认为光纤通信的迅猛发展带动新型光器件和材料的不断涌现，为光纤传感系统的开发提供了必要的基础。

　　南京大学现代工程和应用科学学院徐飞博士介绍了超小型化光纤传感器最新发展趋势，他指出光纤传感的应用中有很多时候需要降低器件尺寸。小尺寸往往具有快速的响应以及可检测小目标等优点， 并且对于目标检测物的影响较小。为了降低传统光纤传感器件的尺寸，一般有两个步骤：首先对光纤拉锥，降低直径; 然后利用各种微加工技术来实现各种微型版的传统光纤器件，甚至实现一些传统光纤难以实现的结构和功能。目前用来微加工光纤的技术有很多，比如二氧化碳激光、飞秒激光、HF 酸刻蚀、电弧和聚焦粒子束等技术。在演讲中徐飞博士主要介绍了利用微加工技术研制的几种超小型化的光纤传感器比如新型的偏振器件、干涉仪、光栅等，以及这些器件在各类传感上的应用。


　　

　　“与采用电缆的传统电子传感器相比，光纤传感器使用光导纤维作为传感器件或信号传输媒介，可以解决传统传感器无法解决的许多测量与传输问题，具有无可替代的重要作用。光导纤维（光纤）是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有125微米左右。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。因为光纤的基本成分是石英，只传光，不导电，不受电磁场的作用，故光纤传感安全可靠，对电磁干扰、工业干扰也有很强的抵御能力。

　　同时，光纤传感器还具有重量轻、体积小、绝缘、耐高温、耐腐蚀等独特优点，很适合在易燃易爆、高温、高压、潮湿、强电磁场、强腐蚀性等极端恶劣条件下应用，能够对气体、温度、应变、压力等各种参数进行精确测量。此外，由于光纤传输损耗低、频带宽，光纤传感器比传统的传感器在组网和传输距离方面更具优势，特别是通过波分复用技术可以在一根光纤上串联多个相同或不同类型的传感器，实现多点、多参数监测。

　　由于光纤传感器具有上述诸多优势，近年来国际上开始探索利用其对矿山和油田进行安全监测和灾害预警的可行性，但一直没有形成一个完整的应用体系。鉴于此，山东省科学院激光研究所利用多年来从事煤矿、非煤矿山、尾矿库、油井、电力安全监测技术和光纤工程技术研究所取得的成果，针对能源领域智能监测预警需求，研究开发了基于光纤传感器的在线智能有害气体、应变、温度、水压和矿震等多参数矿山灾害、智能油井、电力系统监测技术，建立了国内首个全光纤煤矿瓦斯、顶板、微震、水位、机电安全综合监测监控系统。

　　不仅如此，该所还在非煤矿山领域，研制出了金属矿山采空区顶板位移、微震、水害、尾矿库坝综合监测系统；在石油领域，开发了油井极端环境下的温度、压力在线监测系统；在电力领域，开发了变压器油温、高压电缆、开关柜温度等参数的在线综合监测系统。

　　经国家权威部门鉴定，这些成果均达到了国际领先水平，其中，有10项获得国家发明专利，2项列入国家“863”计划，在国际上也产生了较大影响。

　　产业化前景可期

　　据介绍，上述研发成果目前已在兖矿、淄矿、新矿、枣矿、中煤、北京首云铁矿、莱芜铁矿等100余座煤矿和金属矿山成功地进行了示范性应用，开创了国内外光纤传感网络在矿山安全综合监测预警应用的研究及大规模产业化先河；在国家电网、南方电网及主要发电集团、胜利油田、中海油、辽河油田等大型企业，也成功地开展了40余个光纤传感器智能系统工程示范。