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[原创] 感温光纤探测器的相关行业应用详情

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发表于 2017-7-24 16:04:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
  感温光纤探测器可以从整体上对被测对象的有关物理量的变化时间、位置进行监控。通过对分布式光纤传感器、执行结构、信号处理系统、传输系统和控制系统的结合,可形成一个智能结构。目前,感温光纤探测器通常有拉曼型、布里渊型和FBG型三种类型。
  关于感温光纤探测器应用,由于感温光纤探测器具备许多不可替代的优越性,因此,自G.Meltz等人首次报道将光纤布拉格光栅应用于传感器以来,已经在生物医学、桥梁、大坝智能材料、航空航天、民用工程结构等许多领域得到了广泛的应用。


  生物医学应用:光纤相干层析成像技术(OCT)主要应用于生物、医学、化学分析等领域,如视网膜扫描、胃肠内视以及用于实现彩色多普勒(CDOCT)血流成像等。OCT为生物细胞和机体的活性检测提供了一种有效的方式,因此,世界上有许多国家都开发出相应的产品。德国的科学家近期推出了一台可用作皮肤癌诊断的OCT设备。此外,利用OCT可以实现深度测量(~1mm)的优势,并已有实例应用于对生长中的细胞进行观察和监测。
  智能桥梁建筑材料应用:智能材料是指将敏感元件嵌入被测构件机体和材料中,从而在构件或材料常规工作的同时实现对其安全运转、以及故障的实时监控。将光纤应用于桥梁测试中,可实现对桥梁钢索的索力及预应力连续混凝土梁内部应力、应变特性的测量和测控,从而构成智能桥梁。加拿大的Rotest公司基于fabry-Perot白光干涉原理研制的光纤传感器具有很高的精度和重复性,可安装在材料或建筑物表面或埋入内部,对应变、位移、裂缝、空隙压力等进行监测;我国的缪延彪教授建立了一种新的波长干涉仪试验系统,该系统可实现较大范围的绝对距离测量。
  航天航空导航系统应用:上世纪90年代,Vali和Shorthill首次提出并实验验证了I-FOG原理,同时通过采用消偏结构、3轴I-FOG、EDFA光源等新型光纤器件和技术,可使光纤光栅传感器具有成本低、体积小、重量轻和性能高等优势,故在航天及军事领域获得了广泛的应用。例如,汉普顿大学和NASA兰利研究中心。利用感温光纤探测器温度/剪切应力传感器,来分辨温度和剪切应力引起的布拉格波长偏移,从而广泛应用于空气动力学设备。
  工矿企业系统:基于光纤的弹光效应,FBG器件的应力传感器已被广泛应用于应力监测中。在许多特殊场合,如核工业、化工、石油钻探等都应用了监测传感系统。据报道,2001年,美国CiDRA公司采用感温光纤探测器在加利福尼亚的Baker油田进行了压力测试,测程为0~103 MPa,准确度为±41.3 kPa,分辨率为2.06 kPa,可见其具有非常高的精度。法国Alstom公司铁路部的Transport S.A.领导研制了一种安装有FBG的智能型新型复合材料的转向架。
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