黑龙江分布式光纤应变传感器技术指导

光纤传感技术的出现，是当今传感器技术领域新的探索和发展，光纤传感技术主要依靠的是光纤传感器，光纤传感器是以光信号为变换和传输的载体，主要用于精度的测量。主要利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性（强度、相位、偏振态、频率、波长）改变的传感器。它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（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。采用物联网技术实现野外桥梁群数据传输的要求。黑龙江分布式光纤应变传感器技术指导

光纤光栅传感器的一大优点是多个光纤光栅传感器可通过时分复用和波分复用等串联式复用技术实现串接，通过多根光纤的空分复用实现多分支布设，传感网总体布设成本低。

（1）可以将不同类别的传感器串接在一个通道上；

（2）主机通道数量可扩展，常规主机达到32通道；

光纤光栅原理光纤光栅技术于1978年问世，它本质是一段纤芯折射率周期性变化的光纤，长度一般只有10mm左右。当一束宽光谱光λ（如图中的入射光谱）经过光纤Bragg光栅时，被光栅反射回一单色光λB，相当于一个窄带的反射镜。 贵州LVDT传感器原理可以隔绝外界的干扰、污染以及腐蚀。

20世纪90年代，占光纤传感器市场份额比较大的是流水线控制，航空和医药的应用。近几年，人们也看到了光纤传感器在其他方面的增长，这归功于分布式传感器和多路技术的快速发展，如用于健康检查、化学与生物传感等方面的应用。

下面是当前光纤传感器在各个领域的主要应用。

1）城市建设桥梁、大坝、油田等的干涉院螺仪和光機压力传感器的应用；在混凝土中嵌入光纤传感器或加强性光纤凝结物；在飞机场用干涉型光纤震动传感器系统监测交通。

2）土木工程和环境监测对输油管、地下天然气存储、钻孔和大坝进行分布式拉曼温度监测；在煤矿、隧道、山岩中安放嵌入布拉格光纤压力传感器的岩柱；在很深的钻孔或火山中用干涉型光纤传感器系统进行地震测量。

3）电力系统电厂的电流电压光纤传感器；用布拉格光栅传感器网络对发电机、转换器进行温度、振动监测；用复合光纤对高压体进行分布式拉曼温度“热点”探测及Brillouin压力监测。

全球光纤传感技术发展始于1977年，近年来，在机械、电子仪器仪表、航天航空、石油、化工、食品安全等领域的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断等方面，得到了发展和推广。美国光纤传感器研究起步早，光纤传感技术在世界上较为先进，是全球光纤传感器区域市场。从2012年到2017年间，全球光纤传感器(包括点分式和分布式)消费值的平均年增幅高达20.3%。美国占据全球光纤传感器的绝大部分市场份额。同时，预计2015-2020年，亚太地区将以12.7%的年均复合增长率成为增速较快的市场。近年来，中国成为亚太地区主要的光纤传感产品应用市场。2011年交通及石化行业的光纤火灾报警产品市场规模在2亿元水平，电力设备光纤传感温度检测及应用规模达到2亿元水平，光纤传感环境监测、光纤陀螺产品市场达到2亿元水平，光纤周界市场在0.5亿元水平。光纤光栅式土压力计用于测量填土、堤坝等软基的土体压力或边界土压力。

光纤光栅磁传感器应变计是桥梁结构健康监测应用中较多的一类传感器，目前，无锡智泰柯云所开发的传感器采用铁镍合金材质，采用自有研发的悬臂梁结构部件，材料成本占整个传感器成本的50%，使传感器的价格居高不下，且利润较低，采用弹簧钢取代原有的铁镍合金材质，且更改原有的悬臂梁结构部件，使得性能、稳定性不变，整体成本下降30%，满足轻量化桥梁结构监测系统的要求。采用弹簧钢替换目前的合金材料，通过更改悬臂梁受力元件的构架，数据的一致性未受影响，需进一步测试通过温补消除温度对传感器自身产生应变的效果。光纤光栅传感器及产品（FBG）：用于桥梁、隧道、输油管道、边坡、古建筑等结构健康监测；黑龙江分布式光纤应变传感器技术指导

设有缓冲弹簧，增大量程的同时避免直接冲击脆弱的裸光纤；黑龙江分布式光纤应变传感器技术指导

电阻式表面应变计广泛应用于桥梁、建筑、铁路、交通、水电、大坝等工程领域的各种钢结构或混凝土结构表面应变测量，测量安装点的线性变形（应变）与应力。该应变计采用高弹性材料，经过特殊的加工成形，再选用高精度电阻应变计作为敏感元件，经过粘贴组桥等工艺制作而成。它可与静态、静动态和动态应变数据采集系统连接，经过数采系统及其软件功能，可测得被测试结构表面的应变数值。该传感器具有输出灵敏度高、线性好、稳定性好、构造简单、安装使用方便等优点。黑龙江分布式光纤应变传感器技术指导

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