光纤传感器现状

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1、万方数据第41卷．第3期2004年3月激光与光电子学遵展·：一#∞㈣*#xV01．41．No．3Mar．2004光纤传感器现状何慧灵赵春梅陈丹赵晓峰阮昊(中国科学院上海光学精密机械研究所，上海201800)T陵提要分析了近年来世界范围内光纤传感器技术的应用和发展。与传统的各类传感器相比．光纤传感器有一系列独特的优点，如灵敏度高，抗电磁干扰、耐腐蚀，便于实现多路技术，结构简单，体积小，重量轻，耗电少等。应力、温度、气压是目前应用最广泛的光纤传感器，而光纤光栅传感是目前研究最广泛的光纤传感技术。光纤陀

2、螺仪、光纤电流传感器是比较成熟的光纤传感器，已成功地实现了商业化。最后，讨论在应用光学动态发展中光纤传感器的技术与商业发展趋势。关键词光纤传感器技术发展趋势光纤光栅光纤陀螺仪光纤电流传感器PresentStl吐usofopticFiberSensorsHEHuilingZHA0ChunmeiCHENDanZHAoⅪaofengRUANHao(鼢n舰gh砸j船统钆抛Q厂O：p￡tcs鲫以n他e^和c，啪tcs，了7犯a碗似晏seA∞d鲫彬q厂＆tP船Bs，溉9，mt201800)Ab圆tractWo

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4、er一叩廿c髦即的scopes，fibe卜叩ticcurrentsensorSaretherelativelymaturedones，Whichhavebeencommercialized．nnaJJythetechnicalandcomIr崦ncialdevelopmenttrendsofopticalfibersensorSal屯￡Iiscussed．Keywordso曲cal丘bersensortechnical缸℃nds丘ber班a廿ng丘ber-opticgymsc叩eop廿cal舫er

5、currentsensorl引言近20年来，世界范围内用于光纤通讯和光纤传感器的资金正在不断增长。与传统传感器相比，光纤传感器有一些列独特的优点。它可以在强电磁干扰、高温高压、原子辐射、易爆、化学腐蚀等恶劣条件下使用，高灵敏度及低拐”卧勺优点使其用途广泛，例如能够纰成空间分布列阵及网络，应用于人体医学、城建监控、环境监测等方面。科学家已提出了四十多种测量对象的几百种光纤传感器．同时也指出了乐观的市场前景。20世纪90年代初，只有少数光纤传感器在市场上出现，其原因主要是技术不成熟、可靠性不高。另外。

6、由于早期的光纤传感器是小批量生产，相对产品价格较高。近10年来．医学方面已有一百多万种光纤传感器用于人体血收稿日期：2003一ll—10液及血压的测量——大部分是在美国——其他如胆红素、PH值、尿素、辐射等医学测量光纤传感器，正在临床试验阶段，部分已经商品化。光纤传感器可应用于小型侵入诊断，如光纤内诊镜和小型外科手术。除了强度调制的位移光纤传感器，工业自动化近程传感器，干涉陀螺仪也是目前光纤传感器市场中重要的一类。它应用于航天航海、机器人工业、自控汽车、深钻、发动机及军事方面。另一个例子就是光纤测

7、温技术。在晶体材料中，不同的温度会引起荧光延迟时间的不同。基于这一原理制作的分点探测传感器广泛应用于工业与医药。把蓝宝石传感器作为黑体，它能探测到飞机引擎、气体涡轮机中2000℃的高温。同时具有高精度、宽动态范围的优点。基于拉曼散射、光学背向散射技术的光纤传感器系统。解决了在一根光纤中从lm到10l∽范围内温度分布测量的问题。这种分布式传感器正应用于输油管、隧道、油箱、钻孔、地下气体储藏等大型结构的温度监测。20世纪90年代，更多的光纤传感器∞s)在不断地商业化，比如压力应力传感器、液体流量传感器

8、、电流电压传感器、化学传感器、湿度传感器等。目前，世界上已有五百多家企业生产各类光纤传感器。据第15届国际光纤传感器会议统计在FOS市场份额中，“应力”占23％。“温度”占17．296，“气压声学”占15．2％，“电流电压”占12．2％，“化学，气体”占11．3％。就传感器类型来说．“光纤光栅”占44．296，“分光计”占11．1％，“散射饭射”占10％，“naday旋光效应”占6．996，“荧光／黑体”占6．a％，“FOG”占4．4％。雹万方数据第4l卷．第3期2004年3月激光