第7章 光纤传感检测2.ppt

1,7.3,光纤传感器实例,反射式光纤位移传感器,反射式光纤位移传感器结构如图所示。根据被测目标表面光反射至接收光纤束的光强度的变化来测量被测表面距离的变化。,所使用,光纤束的特性,是影响这种类型光纤传感器的灵敏度的主要因素之一。在光纤探头的端部,发射光纤与接收光纤一般有四种分布,:(a),随机分布,;(b),半球形对开分布,;(c),共轴内发射分布,;(d),共轴外发射分布，如图所示。,2,典,型位移输出曲线如图所示。在输出曲线的前坡区,I,输出信号强度增加得很快,这一区域可以用于微米级的位移测量。在后坡区,II,信号的减弱约与探头和被测表面之间的距离平方成反比,可用于距离较远而灵敏度、线性度和精度要求不高的测量。,反射式光纤位移传感器,的原理如右图。,1,、,探头紧贴被测件时，光不能反射，光敏元件不产生电信号。,2,、被测表面逐渐远离探头时，有一个,线性增长,的输出信号。有一最大输出值,“,光峰点,”,。,3,、继续远离时，输出信号越来越弱，与,距离平方成反比,。,3,4,5,内调制式位移传感器,利用,微弯效应,制作的位移传感器是一种典型的内调制式光纤传感器。微弯效应即待测物理量变化引起微弯器位移，从而使光纤发生微弯变形，改变模式耦合，纤芯中的光部分透人包层，造成传输损耗。微弯程度不同，泄漏光波的强度也不同、从而实现了光强度的调制。由于光强与位移之间有一定的函数关系，所以利用微弯效应可以制成光纤位移传感器,.,6,理论和实验都已证明，使光纤沿轴向产生周期性微弯时，传播常数为 和 的模之间就会产生光功率的耦合。波纹板周期的长度,与传播常数间满足下式,：,7,HeNe,激光器发射出来的光聚焦到阶跃型多模光纤的一端。此光纤没有涂覆层，数值孔径等于,0.22,。在变形器前,5cm,长的光纤上除上黑色涂料，以便消除包层模中的光。,8,变形器由两块有机玻璃波纹板组成，每块波纹板共有,5,个波纹，每个波纹的长度为,3mm,。变形器的一块波纹板可通过千分表用手动调节的方法使它相对另一块产生位移。另一块板可用压电式变换器产生动态位移。,9,用体积为,1cm,3,的灌满甘油的检测器检测包层模中的光信号。该检测器的,6,个内表面安装着,6,个太阳能电池。检测器的直流输出用数字式毫伏表读数、而交流输出用锁相放大器检测并由记录仪记录放大器的输出。,10,相位干涉式位移传感器,Mach-Zehnder,光纤干涉仪是应用较为广泛的一种干涉仪。可以用于测量位移，其工作原理如图：,11,12,外施力可以直接产生传感臂光纤长度,L,和直径,d,变化以及折射率,n,变化。,为了改善光纤对压力的传感灵敏度，通常在包层外再涂复一层特殊材料。传感臂上涂复材料具有“增敏”特性，而参考光纤涂复材料对传感量具有“去敏”特性。这样可以有效提高检测信噪比。,当光纤表面涂复对其它物理量敏感的材料时，例如磁致伸缩材料、铝导电膜和压电材料等，则可以实现对其它物理量，如磁场、电流、电压等的检测。,13,光纤液面位移传感器,探头在空气中时，光纤中的光线发生全内反射而回到光电二极管,;,当探头接触液面时，液体折射率与空气不同，全内反射被破坏，部分光线进入液体，使光电二极管的光强变弱。,光纤液面位移传感器还可作为浓度计测量液体浓度，液位传感器可用于易燃、易爆场合，但不能检测污浊液体及会粘附在测头表面的粘稠性物质。,LED,PD,1,2,传感器光纤探头结构,14,传感器光纤探头的不同结构,防液滴附着的方法,反射膜 突出物,光纤,耦合器,单光纤液位传感器结构,光纤,光纤,棱镜,斜面反射式光纤液位传感器,15,浸液自聚,透镜,光纤,水银,接收,光源,遮光板,双金属片,简单类型的光纤温度传感器,1,、水银式光纤温度开关,2,、遮光式光纤温度计,16,原理,：半导体材料的光吸收与禁带宽度,E,g,有关，光子能量大于,E,g,的光被吸收，光子能量等于,E,g,的是半导体吸收的“红限波长,g,”,，被称为半导体吸收端，在吸收端，波长的增加半导体吸收呈线性递减特性，超过这一波长范围的光几乎不产生吸收。当温度增加时，禁带宽度变窄，红限波长线性地变长，光吸收端线性地向长波方向平移。,这个性质反映在半导体的透光性,上则表现为：当温度升高时，其透射,率曲线将向长波方向移动。若采用发,射光谱与半导体的,g,相匹配的发光二极管作为光源，则透射光强度将随着,温度的升高而减小，即通过检测透射,光的强度或透射率，即可检测温度变,化。,半导体光吸收型光纤温度传感器,图 光吸收温度特性,17,图,1,半导体光吸收型光纤温度传感器,光纤温度传感器结构如图,:,光纤,环氧胶,半导体,反射膜,图,2,一种光纤温度单端式探头,光纤角速度传感器,(,光纤陀螺,),陀螺作为角位移和角速度测量的传感器，用于测量载体的姿态角和角速度。和其它陀螺相比,光纤陀螺具有许多优点,。,目前,光纤陀螺广泛用于诸多领域，比如，机器人的控制、高速列车、大地测量、石油钻井、雷达、舰艇、导弹、飞机的导航和制导等。,2026/1/30 周五,光纤陀螺,的优点,光纤陀螺,基于,Sagnae,效应，与机电陀螺或激光陀螺相比。具有如下显著特点：,零部件少，仪器牢固稳定，具有较强的耐冲击和抗加速度运动的能力；,绕制的光纤增长了激光束的检测光路，使检测灵敏度和分辨率比激光陀螺仪提高了好几个数量级，从而有效地克服了激光陀螺仪的闭锁问题；,无机械传动部件，不存在磨损问题，因而具有较长的使用寿命；,相干光束的传播时间极短，因而理论上可瞬间启动；,易于采用集成光路技术，信号稳定可靠，且可直接用数字输出，并与计算机接口联接；,具有较宽的动态范围；,结构简单，价格低。体积小，重量轻。,2026/1/30 周五,Sagnac,效应是指在任意几何形状的闭合光路中，从某一点观察点发出的一对光波沿相反方向运行一周后又回到该观察点时，这对光波的相位（或它们经历的光程）将由于该闭合环形光路相对于惯性空间的旋转而不同，其相位差（光程差）的大小与闭合光路的转速速率成正比。,Sagnac,效应,光纤陀螺,原理,来自,光源的光束被分束器,BS1,分成两束光，分别从光纤圈的两端藕合进光纤敏感线圈，沿顺、逆时针方向传播。从光纤圈两端出来的两束光，再经过合束器,BS1,而叠加产生干涉。,当光纤圈处于静止状态时，从光纤圈两端出来的两束光，光程差为零。当光纤圈以角速率,旋转时由于,Sagnac,效应，顺、逆时针方向传播的两束光产生光程差,L,可表示为：,引起的相应的相位差,为,:,上式就是光纤陀螺的基本公式，通过检测相位差,（即干涉光强）就可以获得角速率,的信息,2026/1/30 周五,简介,:,光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术基础上的水下声信号传感器。它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，并通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。,在一段掺铒光纤中写入具有,相移的光纤光栅构成光纤激光器,水声压力作用在激光器上引起激光波长的移位,采用干涉法检测出波长移位引起的相位变化即得到声压的信息。,光纤水声传感器,(,水听器,),2026/1/30 周五,光纤,水听器主要用于海洋声学环境中的声传播、噪声、混响、海底声学特性、目标声学特性等的监测。它既可用于海洋陆地石油天然气勘探，也可用于海洋、陆地地震波检测以及海洋环境检测，它又是现代海军反潜作战及水下兵器试验的先进检测手段。,光纤水听器按原理可分为干涉型、强度型、光栅型等。干涉型光纤水听器关键技术已经逐步发展成熟，在部分领域已经形成产品，而光纤光栅水听器则是当前光纤水听器研究的热点。,2026/1/30 周五,由激光器发出的激光经,3dB,光纤耦合器分为两路,:,一路构成光纤干涉仪的传感臂,接受声波的调制,另一路则构成参考臂,提供参考相位,.,两束波经后端反射膜反射后返回光纤耦合器,发生干涉,干涉的光信号经光电探测器转换为电信号,经过信号处理就可以拾取声波的信息。,图,1,基于,Michelson,光纤干涉仪光纤水听器,（,1,）,.,干涉型光纤水听器,原理,2026/1/30 周五,图,2,是基于,Mach-Zehnder,光纤干涉仪光纤水听器的原理示意图,.,激光经,3dB,光纤耦合器分为两路,分别经过传感臂与参考臂,由另一个耦合器合束发生干涉,经光电探测器转换后拾取声信号。,图,2,基于,Mach-Zehnder,光纤干涉仪光纤水听器,2026/1/30 周五,图,3,是基于,Fabry-Perot,光纤干涉仪光纤水听器的原理示意图。由两个反射镜或一个光纤布拉格光栅（折射率按正弦变化，光强经反射不断增强）等形式构成一个,Fabry,Perot,干涉仪，激光经该干涉仪时形成多光束干涉，通过解调干涉的信号得到声信号。,图,3,基于,Fabry-Perot,光纤干涉仪光纤水听,2026/1/30 周五,图,4,是基于,Sagnac,光纤干涉仪光纤水听器的原理示意图,.,该型光纤水听器的核心是由一个,3,3,光纤耦合器构成的,Sagnac,光纤环，顺时针或逆时针传播的激光经信号臂时由于信号臂感受外来声波，对称性被破坏,形成相位差,返回耦合器时干涉,解调干涉信号得到声信号。,该水听器基于,33,耦合器结构,由一段传感光纤和一段延迟光纤组成,Sagnac,环,采用了掺铒光纤非偏振宽带光源,.,图,4,基于,Sagnac,光纤干涉仪光纤水听器,2026/1/30 周五,2).,强度型光纤水听器原理,强度型光纤水听器基于光纤中传输光强被声波调制的原理,该型光纤水听器研究开发较早,主要调制形式有光纤微弯式、光纤绞合式、受抑全内反射式及光栅式等。,微弯光纤水听器是根据光纤微弯损耗导致光功,率变化的原理而制成的光纤水听器,.,其原理如图,5,所示,:,两个活塞式构件受声压调制,它们的顶端是一,带凹凸条纹的圆盘,受活塞推动而压迫光纤,光纤由,于弯曲而损耗变化,这样输出光纤的光强受到调制,转换为电信号即可得到声场的声压信号。,2026/1/30 周五,3).,光纤光栅型光纤水听器原理,该型水听器基于光纤布拉格光栅反射波长随外界应力变化而移动原理，由于可在,1,根光纤上刻写多个光纤光栅，易构成准分布式传感,。当宽带光源（,BBS,）输出光波经光纤布拉格光栅（,FBG,）时，波长满足该条件的光波将被反射，其余则透射,式中：,B,为,FBG,的中心反射波长；,n,eff,为纤芯有效折射率，,为光栅栅距。当传感光栅周围应力随水中声压变化时，将导致,n,eff,或,的变化，从而产生传感光栅相应的中心反射波长偏移。,2026/1/30 周五,即实现水声声压对反射信号光的波长调制。据检测中心反射波长偏移，再根据,neff,、,与声压间的线性关系，即可获得声压变化信息。,由于外界水声作用在光栅上产生的应力应变很小，难以直接识别布拉格波长的微小位移量。因此该光纤光栅水听器，不选宽带光源而选可调谐窄带激光器，将其输出光波长调节在光纤光栅反射谱的,1,个边上。即当光栅透射谱在外界水声信号作用下移动时，输出光信号沿光栅透射谱的,1,边近似线性地被调制，如图,6,偏移量为,2026/1/30 周五,图,6,光纤光栅水听器实验原理图,光纤光栅型光纤水听器因光纤光栅的反射带宽较宽，如不对传感头增敏处理，在用干涉法解调时很难达到要求的信号分辨率。故具有窄带宽的光纤光栅激光器在提高灵敏度上优势明显，在水声信号为,100Hz,时可达到,0.61MHz/Pa,的灵敏度。,32,反射式光纤压力传感器,这种传感器是在前面介绍的光纤位移传感器的探头前面加上一个膜片构成的，其结构如图所示。光源发出的光经发射光纤传输并投射到膜片的内表面上,反射光由接收光纤接收并传回光敏元件。,33,D,S,F,F,变形器,光纤,A,1,n,0,n,2,n,1,2,3,微弯光纤压力传感器,光纤被夹在一对锯齿板中间，当光纤不受力时，光线从光纤中穿过，没有能量损失。当锯齿板受外力作用而产生位移时，光纤则发生许多微弯，这时在纤芯中传输的光在微弯处有部分散射到包层中,.,光纤微弯增大，散射掉的光随之增加，纤芯输出光强度相应减小。因此，通过检测纤芯或包层的光功率，就能测得引起微弯的压力、声压，或检测由压力引起的位移等物理量。,34,线偏振光,光源,起偏器,/4,波片,Pyrex,玻璃,检偏器,p,圆偏振光,椭圆偏振光p,光纤,G-lens,起,偏,器,波,片,晶,体,检偏器,光弹式光纤压力传感器,原理：利用光弹元件在应力作用下的双折射效应。,35,全内反射光纤压力传惑器,36,动态压力传感器,这种压力传感器的灵敏度极高，有很大的实用价值尤其适用于微声压的测量，对测量空间尺寸受限场合应用更是优越。它的工作带宽从直流可到,20 MHz.,37,光纤应变传感器,采用脉冲传输时间法可以测量自由空间光路的长度。这种方法通过测量光信号到达靶体又反射回来所占用的时间来确定光经过的距离。,用光纤做测量光路，传输时间法可适用于任意弯曲光路及其变化的测量。,38,系统的振荡周期为,式中,L,是光纤长度；,Ng=c/Vg,是光纤群速度折射率；,el,是放大器、鉴别器和导线产生的电延迟时间，,39,光纤加速度传感器,加速度有各种形式如直线加速度，曲线加速度及振动加速度等。光纤加速度传感器最适合测量微小振动加速度。,40,振动加速度传感器原理,当低频振动时，,x,与惯性力成比例即与物体的振动加速度成比例。,当振动频率提高到振动子的固有振动频率时，产生共振。这时距离,x,与加速度不存在比例关系。,如果振动频率再进一步提高重物就停止振动，呈现相对静止状态。只有位移。,41,相位调制光纤加速度传感器,42,让加速度计的外壳以加速度,a,垂直向上运动，那么在加速该物体所需的作用力,F,的作用下，上面的一段光纤伸长,L,，下面的光纤则缩短,L,。这一过程可表示为,式中,A,是光纤的横截面积。,T,是每根光纤中拉应力变化的幅度；系数,2,是由于存在两根伸长和缩短光纤。,E,是光纤的杨氏模量。,43,光束通过光程,L,的相移可用下式表示,:,44,偏振调制型光纤电流传感器，其基本原理是前述介绍的法拉第效应（磁光效应）。,如果这个磁场是由长直载流导线产生的，根据安培环路定律：,偏振调制型光纤电流传感器,式中：,I-,载流导线中的电流强度；,R-,光纤缠绕半径。根据法拉第旋光效应，引起光纤中线偏振光的偏转角为：,由检测及信号处理后得输出信号为：,V,为费尔德常数；,l,为受磁场作用光纤长度，,N,为光纤圈数。,测量范围：,0-1000A,45,分布式光纤传感器是一种本征型的光纤传感器，所有敏感点均分布于一根传感光纤上。目前有两种方式发展比较快，一种是以光纤的后向散射光或前向散射光损耗时域检测技术为基础的,光时域分布式,，另一种是以光波长检测为基础的,波长域分布式,。,时域分布式光纤传感器的物理基础是光学时域反射技术（,Optical Time-domain Reflectometry,），简称,OTDR,。其基本原理是利用分析光纤中后向散射光或前向散射光的方法测量因散射、吸收等原因产生的光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构性损耗，当,分布式光纤传感器,46,光纤某一点受温度或应力作用时，该点的散射特性将发生变化因此通过显示损耗与光纤长度的对应关系来检测外界信号分布于传感光纤上的扰动信息。图给出了一种基于后向散射光检测的,OTDR,原理图。,基于后向散射光检测的,OTDR,原理图,脉冲激光光源,后向散射回波,传感光纤,3dB,光电检测与,信号处理系统,47,由于外界因素引起的沿光纤长度上的某一点散射信号的变化，可以通过,OTDR,方法独立地探测出来，而不受其他点散射信号改变的影响，因此可以采用,OTDR,方法实现对光纤的分布式测量。,后向散射光检测波形示意图,48,*,光纤光栅传感器,光纤光栅传感器,(FBG),是利用,Bragg,波长对温度、应力的敏感特性而制成的一种新型的光纤传感器。,光纤光栅工作原理,1,2,n,芯层,包层,包层折射率,n,2,芯层折射率,n,1,感光折射率,n,1,2,n,芯层,包层,+1,级,-1,级,紫外掩模写入法,相位掩模板,51,光纤布喇格光栅传感原理,:,光纤光栅纤芯中的折射率调制周期由下式给出：,这里,UV,是紫外光源波长，,是两相干光束之间的夹角。,52,由于周期的折射率扰动仅会对很窄的一小段光谱产生影响。因此，如果宽带光波在光栅中传播时，入射光能在相应的频率上被反射回来，其余的透射光谱则不受影响，光纤光栅就起到反射镜的作用。这类调谐波长反射现象首先是由威廉,布喇格爵士给出解释的，因而这种光纤光栅被称为布喇格光纤光栅，其反射条件被称为布喇格条件。在,Bragg,光栅中，反射的中心波长由下式确定：,53,其中,n,eff,是光纤芯区有效折射率。,是光纤光栅的栅距即周期。,只有满足布拉格条件的光波才能被布喇格光栅反射。对上式取微分可得：,从式中可以看出，当外界的应力发生改变时，将会导致光纤光栅的,或者,n,eff,的改变，因而检测光纤光栅中心反射波长的变化，可以获知外界应力的变化。,54,设两列波沿着同一方向传播，其传播常数分别为,0,和,1,，如果满足布喇格相位匹配条件：,其中,为光栅周期，则一个波的能量可以耦合到另一个波中去。,在反射型滤波器中，我们假设传播常数为,0,的光波从左向右传播，如果满足条件：,55,则这个光波的能量可以耦合到沿它的反方向传播的具有相同波长的反射光中去。,设,0,=2n,eff,/,0,，其中,0,为输入光的波长，,n,eff,为波导或光纤的有效折射率。也就是说，如果,:,0,=2n,eff,，,光波将发生反射，这个波长,0,就称作布喇格波长。,56,光纤光栅的栅距,可通过改变写入光栅的两相干紫外光束的相对角度得到调整，从而可以制作出不同反射波长的,Bragg,光栅。,光纤光栅应变传感器的基本原理是：当光栅周围的应力或者应变发生变化时，将导致光栅周期或纤芯折射率发生变化，从而产生光栅,Bragg,信号的波长位移,，通过监测,Bragg,波长位移情况，即可获得栅周围的应力或者应变变化情况。,由外界应力引起光纤光栅轴向应变和折射率变化造成光栅布拉格反射波长移动，由下式给出：,这里,B,是光栅布拉格反射波长，,B,为在外界应力作用下光栅布拉格反射波长移动量，,是光纤轴向应变，可表示为：,58,在实际应用中，,是个很小的量，为此引入应变量的,10,-6,，,作为光纤光栅度量单位。,59,FBG,所具有的多传感器复用能力，使它在准分布测量、多参数组合测量等方面显现了非常诱人的前景，因而在复合材料固化监控、大型土建结构内部应变分布及大型电力设备内部温度分布状态监控等方面具有广泛的应用前景。,光连接器,调制解调器,显示仪表,计算机,使用现场,控制室内,传输光缆,连接光缆,FBG,探头,光纤光栅监测报警系统结构示意图,61,光纤布喇格光栅解调原理,光纤布喇格光栅的解调有多种方法，下面介绍,匹配光纤光栅解调法,。匹配光纤光栅检测信号的基本原理如下图所示，其中左图为传感光栅与解调光栅的配置，右图为两光栅的反射谱及检测到的信号,62,选用一个与传感光纤光栅,FBG,1,参数相近的光纤光栅,FBG,2,（匹配光栅）作为检测光栅，使两个光栅的反射谱部分重叠，即设置合适的偏置传感光纤光栅的输出信号为检测光纤光栅的输入信号。输出信号、输入信号都隐含在光纤光栅的反射谱和透射谱中。,63,当传感光纤光栅受到应变的微扰时，其输出的反射谱在一定范围内漂移，如左图所示；解调光栅的反射谱是相对固定的，传感光栅的输出反射谱输入给解调光栅时，只有与两光栅的反射谱重叠部分相对应的范围内的光波才可能被反射，而重叠部分的面积与反射谱的光强度成正比,64,当两光栅反射谱重叠面积较大时，探测器探测到的光信号较大，反之则较小，即检测器检测到的光强是检测光纤光栅,FBG,1,和匹配光纤光栅,FBG,2,两个光谱函数的卷积。随着,FBG,1,上的微扰，在,FBG,2,的反射谱中可检测到相对应的一定光强度的光信号。,65,F-P,腔波长滤波解调原理,法布里,珀罗腔,(F-P,腔,),的光学原理是多光束干涉，在一定波长范围内，若以平行光入射到,F-P,腔,则只有满足相干条件的某些特定波长产生相干极大，原理如图,1,所示,由于,光的入射产生了多个反射光束,1,，,2,，,3,，,.,和多个透射光束，,.,，,其透射光强,:,其中,为相邻两光束相位差,66,当相位差,=2k(k=1,2,3.),时，,入射光完全透射，透射光最强。,因此解调装置多采用调谐腔长的方法，在透射光强达到最大值时可求出入射波长。,67,调制解调器工作原理简图,68,光纤光栅分布传感技术是先进传感技术发展的新阶段，它满足了现代结构监测的高精度、远距离、分布式和长期性的技术要求。,光纤光栅不仅具有光纤的小巧、柔软、抗干扰能力强、集传感与传输于一体、易于制作和埋入等优点，而且光栅具有波长分离能力强、对环境干扰不敏感、传感精度和灵敏度极高、能绝对数字测量和精确定位的优点。,69,特别是它可实现分布传感，即在一根光纤上根据应用要求刻写多个不同布喇格波长的光栅，在光纤一端实现所有光栅信号的检测；同时能进一步集合成分布传感网络系统，可广泛应用于对工程结构的应力、应变、温度等参数以及内部裂缝、变形等参数的实时在线、分布式检测。,70,目前，应用光纤光栅传感器最多的领域当数桥梁的安全监测。加拿大卡尔加里附近的,Beddington Trail,大桥是最早使用光纤光栅传感器进行测量的桥梁之一（,1993,年），,16,个光纤光栅传感器贴在预应力混凝土支撑的钢增强杆和炭纤复合材料筋上，对桥梁结构进行长期监测，这在以前被认为是不可能的。,71,1999,年夏，在美国新墨西哥,Las Cruces10,号周济高速公路的一座钢结构桥梁上，安装了,120,个光纤光栅传感器，创造了当时在一座桥梁上使用光纤光栅传感器最多的记录。这座桥梁于,1970,年建成，现在已经出现了许多疲劳裂纹。这套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。,72,美国巴特勒县建造的全复合材料桥梁埋入了光纤光栅应变传感器，可有规律的监视桥梁的荷载响应和长期性能。,佛蒙特大学用光纤光栅传感器监测沃特伯里佛蒙特钢构架大桥。俄勒冈哥伦比亚河谷的,Horsetail fall,桥也安装了,28,个光纤光栅传感器来监视桥梁结构情况。,73,德国德累斯顿附近的预应力混凝土桥、比利时跟特环城运河预应力混凝土桥梁、瑞士洛桑附近的,Vaux,箱形梁高架桥、瑞士温特图尔的,Storck,桥、加拿大温尼伯湖附近的,Taylor,桥都使用了光纤光栅传感器进行监测。,74,武汉理工大学光纤中心作为国家唯一的光纤传感技术工业试验基地，依托在国内技术领先的优势和本校在工程结构、光电子学、信息科学、材料科学等领域的多学科优势，以结构工程监测技术为突破口，以工程应用为根本，从九十年代初期在国内率先开展了研究，取得了一系列的研究成果，成功地开发出多种光纤传感监测系统。,75,1.,深圳市民中心大厦光纤光栅智能健康监测系统；,2.,襄樊汉江四桥锚索光纤光栅应力监测系统；,3.,宝钢一炼钢厂吊车行架光纤光栅应力分布测量系统；,4.,巴东长江大桥双塔光纤光栅和应力施工监测系统长 期智能健康监测系统；,5.,海口世纪大桥光纤光栅长期健康监测系统；,6.,贵阳大桥光纤光栅预应力施工监控系统及长期智能健康系统。,2026/1/30 周五,光纤,传感器的应用,光纤传感器的应用开发根据当前的应用热点领域和技术类型大致分为如下方向：,1,光,(,纤,),层析成像分析技术,OCT;,2,光纤智能材料,(,SMART MATERIAL,);,3,常规工业工程传感器。,2026/1/30 周五,光纤传感器前景,光纤通信的迅猛发展带动新型光纤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,。,新型材料光纤和新型结构光纤前景看好。,2026/1/30 周五,随着光电子技术近年来突飞猛进的发展，光纤传感技术经过二十余年的发展也已获得长足的进步，其主要体现在,：,1.,进入实用化阶段，逐步形成传感领域的一个新的分支,。不少光纤传感器以其特有的优点，替代或更新了传统的测试系统,.,2.,新的传感原理不断出现，促进了科学技术的发展,.,例如，光纤传感网络的出现，促进了智能材料和智能结构的发展；波长调制型光纤光栅多参量测试系统的出现，促进了多参量传感系统的发展；光子晶体光纤,(,多孔光纤,Photonic Crystal fiber),用于传感的可能性促进了光子晶体的发展等。,2026/1/30 周五,光纤传感器有待研究的课题,虽然如此,，光纤传感技术的现状仍然远远不能,满足实际,需要，还有许多有待研究的课题：,传感器的实用化研究。提高传感系统，尤其是传感器的性价比；,传感器的应用研究。在现有的科研成果基础上，大力开展应用研究和应用成果宣传；,新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器；,传感器用特殊光纤材料和器件的研究,例如：增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这一切都需要科研人员不断的努力。,