沈阳企业光纤传感网如何改变我们的生活？

　　光纤传感网是将各种分立式传感单元、分布式传感单元按照一 定拓扑结构组成的传感网络，具有容量大、参量多、拓扑结构复杂、数据处理要求高等特点。

　　光纤传感器网可以被广泛地定义为：一组由两个或两个以上的光纤传感器复用在一起，部署在被测物内或非常接近被测物，对被测物各个性能参数进行测量的一种传感网络。根据传感单元种类的不同，目前光纤传感网也可大体分为分立式光纤传感网和分布式光纤传感网两大类。

　　在分立式光纤传感网中，把在空间上呈一 定规律分布的光纤传感单元串并联或按其他拓扑结构相连。按照不同的调制信号载体，分立式光纤传感单元可分为光强度调制、光频率调制、光波长调制、光相位调制和偏振调制五种类型。常用的光纤传感单元主要有相位调制型传感单元和波长调制型传感单元。

　　波长调制型分立式传感单元的典型代表是光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating, FBG)，它将传感信息调制在中心波长上，通过对FBG反射波长移动的监测即可测量外界参量的变化，探测能力不受光源功率波动、光纤弯曲损耗、探测器老化等因素的影响。

　　分布式光纤传感单元主要有三大类：基于光纤背向散射的光时域反射仪(optical time domain reflectometer, OTDR)技术的分布式光纤传感单元、基于光频域反射仪(optical frequency domain reflectometer, OFDR)技术的分布式光纤传感单元，以及基于长距离干涉技术的分布式光纤传感单元。

　　目前已有多种基于OTDR的分布式光纤传感单元见诸报道，包括基于OTDR的微弯传感单元基于自发拉曼散射的光时域反射仪(Raman optical time domain reflectometer, ROTDR)的传感单元、基于自发布里渊散射的光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer, BOTDR)的传感单元、基于瑞利散射的偏振光时域反射仪(polarizationsensitive optical time domain reflectometer, P-OTDR)的传感单元、基于相位敏感的光时域反射仪(phase-sensitive optical time domain reflectometer, phase-OTDR或Ф-OTDR)的传感单元、基于受激拉曼效应的传感单元、基于受激布里渊效应的传感单元等。

　　基于干涉技术的长距离分布式光纤传感网主要应用于周界安全、石油管道盗挖监测等分布式振动和扰动传感，大多采用马赫-曾德尔型、萨奈克型、迈克耳孙型干涉结构及在基础上的光纤光路结构混合或变形，萨奈克/马赫-曾德尔、萨奈克/迈克耳孙、萨奈克/萨奈克以及差分环/环等双干涉仪结构，其原理均是通过测量相向传播的光干涉信号的时延、干涉信号频率和强度特征，分析得到待测量的大小和发生位置，实现分布式测量。

　　光纤传感技术具有极优异的测量精度、可靠性和动态测量特性，而且本质安全，易于工程铺设，因此分布式光纤传感网在民用工程、航空航天、电力工业、石油化工、医疗等领域中都有着广泛的应用。

　　分布式光纤传感技术广泛应用于民用工程结构如桥梁等建筑的安全检测、岩石变形测量、道路和场地测量以及周界安防监控中，可为监测交通工具的速度、载重及种类提供很重要的数据。这种传感器的测量精度可以达到几个微应变，具有很好的可靠性，可实现动态测量，采用分布式埋入还可以实现对整个建筑物健康状况的监测，从而防止工程及交通事故的发生。

　　光纤传感器由于具有抗电磁干扰等优点，可以应用于电传感器不易使用的场合，在国防上，光纤传感器可用于水声探潜(光纤水听器)、光纤制导、姿态控制、航天航空器的结构损伤探测以及战场环境(电磁环境、生化环境等)的探测等。

　　在航空航天领域，飞行安全是人们十分关注的一个方面。光纤传感器具有体积小、质量轻、灵敏度高等优点。分布式光纤传感技术早在1988年就成功地在航空航天领域中用于无损检测，将光纤传感器埋入飞行器或者发射塔结构中，构成分布式智能传感网，可以对飞行器及发射塔的内部机械性能及外部环境进行实时监测，其中，波音公司在这方面进行了许多研究。

　　光纤传感技术在船舶工业中也有着广泛应用，如船体关键位置的应变监测、损伤评估和超负荷条件下的早期报警。

　　电网规模迅速扩大和电压等级的不断提高，对电力设备的可靠性和安全运行提出了更高的要求，而高压检测技术却跟不上形势的发展，常规检测设备已不能满足当前的需要。凭借光纤传感器的抗电磁干扰能力强且本身电绝缘、长距离遥控方便等特性，在不适宜用电传感网的场合里通常用光纤传感网，目前分布式光纤传感器是一种较理想的检测技术，在高压电力系统的安全监控中有着重要应用。

　　泄漏是输油管道运行的主要故障，往往也会由此造成巨大损失。因而，输油管道泄漏检测是石油行业亟待解决的重要问题。利用铺设在管道附件的传感器，收集管道由于泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力和振动信号，进一步可以通过相关传感技术检测管道泄漏并进行定位。

　　光纤传感器柔软、小巧、自由度大、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高，在医学中的应用具有明显优势，例如，对人体血管等的探测、人体外科校正和超声波场测量等。光纤内窥镜使得检查人体的各个部位几乎都是可行的，且操作中不会引起患者的痛苦与不适，其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。

　　利用光纤传感网监测农作物的生长、收获、存储等多个方面可以促进农业生产与管理的高产与低耗，使农业发展取得巨大的进步。光纤温度传感器、光纤湿度传感器及光纤二氧化碳传感器在农作物的生长过程中可以监测作物生长的温度、湿度和二氧化碳浓度。光纤传感器的监测信息实时反馈给管理中心，管理中心再去调用控制设备调节这些参数到合适值，从而构成光纤传感网，使农作物始终生长在适宜的环境中。

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