光纤传感器的应用范围有哪些？

传感型光纤传感器的光纤不仅起传递光作用，同时又是光电敏感元件。由于外界环境对光纤自身的影响，待测量的物理量通过光纤作用于传感器上，使光波导的属性被调制。

好的，光纤传感器的应用范围非常广泛，其独特优势使其能在许多传统传感器难以胜任或表现不佳的场景中大显身手。主要应用领域包括：

工业过程控制与监测：
- 温度监测： 炼油厂、化工厂（反应釜、管道、储罐）、电厂（锅炉、汽轮机）、高炉等高温、腐蚀性或爆炸危险区域的温度连续监测。优势在于耐腐蚀、抗电磁干扰、本质安全。
- 压力与液位传感： 油井、气井的井下压力监测，高压储罐的液位测量，液压系统压力监测。
- 应变/应力监测： 大型压力容器、管道、机械结构的应变状态监测，评估结构完整性和预测性维护。
- 流量测量： 利用光纤测量流体流动产生的振动或热特性变化。
结构健康监测：
- 土木工程： 桥梁、大坝、隧道、高层建筑、地铁、海上平台等大型基础设施的长期实时监测，包括应力、应变、振动、沉降、裂缝开展、温度分布等。分布式光纤传感技术（如OTDR， Φ-OTDR， BOTDR/A）特别适合这种长距离、大范围的监测。
- 航空航天： 飞机机翼、机身、起落架等关键部件的应变、温度、振动监测，用于飞行状态感知、疲劳测试和结构损伤评估。
- 复合材料： 在制造过程中嵌入光纤，或在结构表面粘贴，监测复合材料结构的成型、固化过程以及服役期间的内部状态（如脱层、冲击损伤）。
电力系统监测：
- 温度监测： 高压电缆接头、母排、变压器绕组、发电机定子等关键电力设备热点位置的温度在线监测，预防过热故障。
- 电流/电压传感： 光纤电流互感器（FOCT）和电压互感器（FOVT）用于高压电网中的电流/电压精确测量与保护，具有体积小、精度高、无磁饱和、抗电磁干扰等优势。
- 故障定位： 光纤电缆的断点检测、故障定位（利用OTDR技术）。
能源领域：
- 石油与天然气：
  - 井下监测： 油井生产过程的永久性井下监测（DTS/DAS），包括温度剖面、流体流动剖面（识别出水/出气点）、声波（微震、流动声）、压力等，优化开采方案。
  - 管道泄漏检测与安全监测： 利用DTS（管道沿线温度异常）、DAS（管道泄漏声波、第三方施工挖掘振动）进行长距离管道监控。
- 新能源： 风力发电机叶片的状态监测（应变、振动）、地热田的温度分布监测。
环境与地质监测：
- 周界安全与入侵探测： 利用Φ-OTDR/DAS技术（分布式声传感）监测围栏、边界上的振动信号（攀爬、挖掘、行走等），用于军事基地、机场、核电站等敏感区域的安保。
- 地质灾害监测： 监测山体滑坡、矿井塌陷、地面沉降等（通过应变/位移/振动测量）。
- 水质/环境参数监测： 利用特定涂覆层的光纤传感器（如荧光型、光栅型）检测水中的化学物质（重金属、油污）、pH值、溶解氧等。分布式温度传感用于监测水体热污染、地下水流动特性等。
医学与生物传感：
- 温度与压力传感： 体内（如射频消融手术中的精确温度控制）、器官腔体（如膀胱压力）、高压氧舱等环境下的微型温度与压力测量。
- 成像： 光纤内窥镜（如胃镜、肠镜）、共聚焦显微内窥镜、OCT成像探头。
- 生物与化学传感： 利用修饰过的光纤表面检测特定生物分子（抗原、抗体、DNA）或化学物质浓度，用于体外诊断或生物过程研究。
- 放疗剂量监测： 利用特殊光纤材料实时监测放射治疗过程中肿瘤及周围组织的剂量分布。
通信与光网络：
- 光网络性能监测： 利用内置光时域反射仪等技术监测光纤链路的损耗、断点位置、连接质量。
- 光器件测试： 光源、探测器、光开关等光器件的特性测试。
科学研究：
- 大型科学装置： 粒子加速器（强磁场、辐射环境）、核聚变装置（极端高温高压）等环境中物理参数的监测。
- 地球物理勘探： 分布式声传感用于地震波探测、微震监测、垂直地震剖面测量等。
军事与安防：
- 除了前面提到的周界安防，还包括：舰船结构监测、水下声纳阵列、制导系统、飞行器结构监测等。