光纤传感技术读书笔记
光纤通信读后感
光纤通信读后感在这个信息爆炸的时代,通信技术的发展就像一场永不停歇的竞赛,而光纤通信无疑是这场竞赛中的一匹黑马。
当我读完关于光纤通信的相关内容,内心像是被点燃了一把火,对这个神奇的领域充满了好奇和敬畏。
光纤通信,以前对我来说,可能只是一个有点高大上、遥不可及的名词。
但深入了解后,我才发现它已经无声无息地融入了我们生活的方方面面。
就拿我们每天都离不开的网络来说吧,如果没有光纤通信,那我们还得在卡顿的网页加载和模糊的视频通话中苦苦挣扎。
我还记得有一次,家里的网络出了问题,维修师傅上门来检查。
我在旁边好奇地看着,只见他熟练地打开弱电箱,摆弄着那些五颜六色的线缆。
当他指着那根细细的光纤线说“问题可能出在这儿”的时候,我凑过去看,那根光纤线看起来毫不起眼,就像一根普通的塑料丝。
但维修师傅告诉我,这小小的光纤里面蕴含着巨大的能量,它能以惊人的速度传输大量的数据。
当时我就想,这也太神奇了!这么细的一根线,怎么就能承担起如此重要的通信任务呢?后来通过阅读,我了解到光纤通信是利用光的全反射原理,让光信号在光纤中不断反射前进,从而实现信息的传输。
这就好比是给光建了一条专属的高速公路,让它们能够快速、准确地到达目的地。
在了解光纤通信的过程中,我还发现了一个有趣的事情。
那就是光纤的材质并不是我们想象中的那种坚硬无比的东西,它其实是由玻璃或者塑料制成的。
这让我有点意外,玻璃和塑料在我们日常生活中太常见了,谁能想到它们能在通信领域发挥这么大的作用呢?而且,制作光纤的工艺要求非常高,要保证光纤内部的纯净度和均匀度,才能让光信号顺利传输。
这就像是在打造一件精美的艺术品,每一个细节都要处理得恰到好处。
还有啊,光纤通信的发展速度简直让人瞠目结舌。
从最初的实验阶段到现在的大规模应用,短短几十年的时间,它已经彻底改变了我们的生活。
现在,无论是我们在手机上刷视频、听音乐,还是企业进行大数据传输、远程医疗,都离不开光纤通信的支持。
想象一下,如果时光倒流回到几十年前,那个时候人们还在使用铜缆进行通信,速度慢得让人着急。
2024年光纤通信实验心得体会(2篇)
2024年光纤通信实验心得体会光纤通信作为一种高速、高带宽的通信技术,在信息时代的发展中扮演着重要的角色。
为了更加深入地了解和学习光纤通信技术,我参加了2024年的光纤通信实验课程。
在这个实验中,我有幸亲自动手操作设备,亲自感受光纤通信的魅力,并在实验中积累了宝贵的经验和体会。
首先,在实验中,我深刻意识到了光纤通信的优势和重要性。
与传统的铜导线相比,光纤具有更高的传输速度和带宽,能够更好地满足现代高速通信的需求。
在实验中,我们使用光纤传输了大量的数据,在瞬间完成了传输,这让我深深地感受到了光纤通信的快速和高效。
而且,光纤通信还具有抗干扰性强、安全性高等优点,能够有效地抵御外界干扰和窃听,保护通信的安全性。
通过实验,我更加认识到了光纤通信在现代社会中的不可替代性。
其次,在实验中我学到了很多关于光纤通信技术的具体知识和操作技巧。
在实验室中,我们熟悉了光纤通信的基本构成,了解了光纤、激光器、光纤放大器等设备的原理和功能。
我们还学习了如何正确地连接和调整这些设备,以确保光信号能够顺利传输和接收。
实验过程中,我注意到光纤连接的细节对通信质量有着重要的影响,比如要保持光纤端面的干净,避免光纤的弯曲和拉扯等。
通过实践操作,我更加深入地理解了理论知识,提高了技能水平。
在实验的过程中,我还遇到了一些问题和挑战。
比如,在调整激光器的过程中,我们需要精确地控制光的功率和频率,以保证光纤传输的效果和稳定性。
这就要求我们具备一定的实验技巧和经验,不断调整和优化系统参数。
此外,光纤通信还涉及到一些复杂的光纤连接和传输模式,如单模光纤和多模光纤等。
我在实验中遇到了一些困难,但通过与同学的合作和教师的指导,我成功地解决了这些问题,并对光纤通信技术有了更深入的理解。
最后,通过这次光纤通信实验,我不仅加深了对光纤通信技术的理解,还得到了很多关于团队合作和实践能力的锻炼。
在实验中,我们需要共同协作,共同解决问题,并且要保持耐心和细心。
光纤通信感悟心得体会范文(2篇)
第1篇随着科技的发展,通信技术也在不断进步。
光纤通信作为一种新型的通信技术,以其高速、稳定、安全等优势,逐渐取代了传统的铜缆通信,成为现代通信领域的主流技术。
在学习和实践光纤通信的过程中,我深刻体会到了这项技术的魅力,以下是我对光纤通信的一些感悟心得体会。
一、光纤通信的优势1. 传输速度快光纤通信采用光信号传输,其传输速度可以达到数十Gbps,甚至更高。
相比铜缆通信的传输速度,光纤通信具有明显的优势。
在高速数据传输、云计算、大数据等领域,光纤通信发挥着至关重要的作用。
2. 抗干扰能力强光纤通信不受电磁干扰、雷电干扰等因素的影响,具有很高的抗干扰能力。
这使得光纤通信在恶劣的自然环境下,如高山、海洋、沙漠等,依然能够稳定传输数据。
3. 传输距离远光纤通信的传输距离可以达到几十公里甚至几百公里,远远超过了铜缆通信。
这使得光纤通信在长距离传输中具有更高的可靠性。
4. 安全性高光纤通信采用光信号传输,不易被窃听和干扰,具有很高的安全性。
在军事、金融、政府等对安全性要求较高的领域,光纤通信具有广泛的应用前景。
5. 节能环保光纤通信采用光信号传输,相比铜缆通信,可以节省大量的铜资源。
此外,光纤通信设备功耗低,有利于节能减排。
二、光纤通信的应用1. 宽带互联网光纤通信在宽带互联网领域具有广泛的应用。
通过光纤接入,用户可以享受到高速、稳定的网络服务,满足日常工作和生活的需求。
2. 5G通信5G通信技术需要高速、低时延的传输技术支持,光纤通信正好满足了这一需求。
在5G通信网络建设中,光纤通信将发挥重要作用。
3. 物联网光纤通信在物联网领域具有广泛的应用前景。
通过光纤通信,可以实现大量设备的互联互通,提高生产效率和生活品质。
4. 军事通信光纤通信在军事通信领域具有很高的应用价值。
在战争中,光纤通信可以保证军事指挥、情报传输等关键信息的快速、安全传输。
5. 金融通信光纤通信在金融通信领域具有很高的安全性,可以保证金融交易数据的安全传输,防止信息泄露。
光纤传感技术
光纤传感技术
光纤传感技术是一个非常重要的技术,它的应用已经遍及到了信息技术,生物技术,环境监测等多个领域。
在传感技术方面,光纤传感技术作为一种非常重要的技术,可以有效地对物体、环境和流体进行监测和测试。
光纤传感技术是一种利用传感光纤和光纤芯片技术来监测和测
试环境、物体和流体等信息的技术。
简而言之,光纤传感技术就是利用光纤把信息从一个地方传送到另一个地方。
光纤传感技术有独特的优势,使得它在传感器技术领域具有非常重要的地位。
首先,光纤传感技术具有良好的性能。
光纤传感器的传输距离可以达到数公里,而且信号可以传输很远,谐振频率的宽度更大,在一定的传输距离内具有更高的精度。
其次,光纤传感器具有非常好的稳定性,产生的信号极小,而且对外界环境变化不敏感,这使得光纤传感器更容易实现测量精度。
此外,光纤传感技术具有体积小、重量轻的优势,使它特别适合在各种紧凑的应用中使用。
例如,当在恶劣的环境中测量物体的运动时,一般使用光纤传感技术,它能够很好地抵抗高温和强电场等环境条件,不会对系统产生任何影响。
另外,光纤传感器作为一种新型的传感技术,具有不可替代的优势,可以有效提高系统的测量精度、体积和功率消耗等。
最后,光纤传感技术在获取环境信息方面具有优势,它不仅能够更好地传输信息,而且还能够更准确地传输信息。
光纤传感技术目前在信息技术、环境监测、生物技术等领域应用越来越广泛,并发挥着越来越重要的作用。
在未来,光纤传感技术将在传感技术领域发挥更大的作用。
它的应用不仅能够帮助社会更好、更安全地生活,而且还能带来革命性的发展,为人们提供更完美的服务。
传感器工程中光纤传感技术的使用技巧总结
传感器工程中光纤传感技术的使用技巧总结光纤传感技术是一种基于光学原理的传感技术,广泛应用于传感器工程中。
它通过光纤传输光信号来实现对物理量的测量,具有高灵敏度、低噪声、抗电磁干扰等优点。
在光纤传感技术的应用过程中,掌握一些使用技巧可以提高传感器工程的性能和精度。
本文将重点总结传感器工程中光纤传感技术的使用技巧。
首先,光纤传感系统的光纤的选择至关重要。
光纤的质量和性能对传感系统的灵敏度和稳定性有直接影响。
在选择光纤时,应考虑光纤的损耗、带宽、热稳定性和化学稳定性等因素。
一般而言,使用低损耗、高带宽、热化学稳定性良好的光纤可以获得更高的传感性能。
其次,接头技术是确保光纤传感系统稳定性和可靠性的关键。
光纤的接头连接质量直接影响光信号的传输和光纤传感器的工作性能。
传感器系统中常用的光纤接头有机械接头和光纤快速接头。
在连接光纤接头时,应注意保持接头端面的清洁,避免污染和划伤,且避免光纤的过度弯曲或张力过大。
此外,传感器与外界的连接方式也是光纤传感技术中需要重点注意的。
光纤与其他元器件的连接方式有直接连接和间接连接两种。
直接连接是将光纤直接连接到测量对象上,适用于一些需要快速响应、高灵敏度的测量,例如温度和压力等测量。
间接连接是通过光纤与其他元器件之间的光学耦合实现,适用于一些需要远程测量、复杂环境下的测量。
在进行光纤传感技术应用时,应根据具体的测量需求选择合适的传感器类型。
常见的光纤传感器类型包括光纤光栅传感器、光纤干涉传感器和光纤拉曼散射传感器等。
不同类型的传感器适用于不同的测量场景和物理量,如应变测量、温度测量和压力测量等。
了解并选用合适的传感器类型可以提高测量的精确度和可靠性。
另外,在使用光纤传感技术时应严格控制光纤的安装和布线。
布线过程中应避免光纤过度弯曲、受到挤压和外力影响。
光纤在安装过程中要注意对光纤的保护,避免光纤的弯曲半径过小。
同时,在光纤布线过程中要避免光纤与电缆、电磁场和高温物体等相互干扰,以保证传感器的工作性能。
光纤通信技术实习感悟
光纤通信技术实习感悟
简介
在光纤通信技术实习中,我有幸参与了实际项目并积累了宝贵的经验。
在这份文档中,我将分享我在实习中的感悟和收获。
学习与成长
通过参与光纤通信技术实习,我深入了解了光纤通信的基本原理和技术。
我学习了光纤的制作、光纤传输的原理、光纤的连接和维护等方面的知识。
在实际操作中,我掌握了光纤连接的技巧和维护方法。
这些知识和技能不仅为我打下了坚实的基础,也提升了我的专业素养。
团队合作
在实习中,我有机会与团队成员紧密合作。
我们共同协作完成了一些光纤通信项目,通过合作解决问题和分工合作,我更加理解了团队合作的重要性。
在团队合作中,我学会了倾听他人的意见和建议,提出自己的想法,并且通过有效的沟通和协商取得共识。
这种团队合作的经验将对我未来的工作和学习中产生积极的影响。
解决问题能力
在实习中,我面临了一些技术难题和挑战。
通过与导师和团队成员的讨论和交流,我学会了分析问题的方法和解决问题的策略。
我学会了如何通过查找资料和借鉴经验,找到解决问题的方法。
在解决问题的过程中,我也培养了快速学习和适应的能力,能够在面对新问题时迅速调整思路并找到解决方案。
总结
通过光纤通信技术实习,我不仅学到了专业知识和技能,还培养了团队合作和问题解决的能力。
这次实习经历让我更加坚定了自己在光纤通信领域的兴趣和热情。
我相信这些经验和收获将对我未来的学习和职业发展产生积极的影响。
光纤传感技术(王友钊)章 (1)
第1章 光纤传感技术的基本概念 为了解决阶跃光纤存在的弊端, 人们又研制、 开发了渐 变折射率多模光纤, 简称渐变型光纤。 渐变型光纤是指光纤 中心到玻璃包层的折射率逐渐变小, 可使高次模的光按正弦形 式传播, 减少模间色散, 提高光纤带宽, 增加传输距离, 但制造成本较高。 现在的多模光纤多为渐变型光纤。 渐变型 光纤的包层折射率分布与阶跃型光纤一样, 是均匀分布的。 渐变型光纤的纤芯折射率中心最大, 沿纤芯半径方向逐渐减小。
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第1章 光纤传感技术的基本概念 (5) 按工作波长分类, 光纤可分为短波长光纤、 长波 长光纤和超长波长光纤。 目前在实际应用中常用光纤的规格: 单模的为8 μm/125 μm、 9 μm/ 125 μm、 10 μm/125 μm; 多模的为50 μm/125 μm(欧洲标准)、 62.5 μm/ 125 μm(美国标准)。 工业、 医疗和低速网络: 100 μm/ 140 μm、 200 μm/230 μm。 塑料光纤: 98 μm/1000 μm (用于汽车控制)。 国际上流行的布线标准EIA/TIA-568A和ISO 11801推荐使用三种光纤, 即62.5 μm/125 μm多模光纤、 50 μm/125 μm多模光纤和8.3 μm/125 μm单模光纤。
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第1章 光纤传感技术的基本概念 2. 光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号, 内 部的全反射可以在任何折射指数高于包层媒体折射指数的透明媒 体中进行。 光纤的数据传输率可达吉比特每秒(Gb/s)级, 信 号损耗和衰减非常小, 传输距离可达数十千米, 是长距离传输 的理想传输介质。
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Hale Waihona Puke 第1章 光纤传感技术的基本概念 这种光纤的传输模式很多, 各种模式的传输路径不一样, 经传输后到达终点的时间也不相同, 因而会产生时延差, 使光 脉冲受到展宽。 所以这种光纤的模间色散高, 传输频带不宽, 传输速率不能太高, 通信效果不够理想, 只适用于短途低速通 信。 但单模光纤由于模间色散很小, 所以单模光纤都采用突变 型。 这是研究开发较早的一种光纤, 现在已逐渐被淘汰了。
光纤通信读后感
光纤通信读后感在当今信息时代,通信技术的飞速发展让我们的生活发生了翻天覆地的变化。
而在众多通信技术中,光纤通信无疑是一颗璀璨的明星。
最近,我深入研究了光纤通信相关的知识,感触颇深。
光纤通信,简单来说,就是利用光导纤维作为传输介质进行信息传输的一种通信方式。
与传统的通信方式相比,它具有诸多显著的优势。
首先,光纤通信的传输容量极大。
一根细细的光纤,能够同时传输成千上万路的电话、数据和图像等信息。
这在信息爆炸的时代,显得尤为重要。
想象一下,我们每天产生和消费的海量数据,从社交媒体上的图片和视频,到金融交易中的大量信息,再到科研领域的复杂数据,如果没有光纤通信如此巨大的传输容量,信息的传递将会变得异常缓慢和困难。
其次,光纤通信的传输损耗极低。
这意味着信号能够在长距离传输中保持较高的质量和强度。
相比之下,传统的铜线等传输介质,在信号传输过程中会有较大的衰减,需要不断地进行信号放大和中继,增加了成本和复杂性。
而光纤通信可以在数百甚至数千公里的距离内实现高质量的信号传输,大大降低了通信网络的建设和维护成本。
再者,光纤通信具有很强的抗干扰能力。
光信号在光纤中传输,不受电磁干扰的影响。
这在如今电磁环境日益复杂的情况下,是一个巨大的优势。
无论是来自电力设备的电磁辐射,还是其他通信系统的干扰,都不会对光纤通信中的光信号造成明显的影响,从而保证了通信的稳定性和可靠性。
在了解光纤通信的原理和特点的过程中,我不禁为人类的智慧和创造力所折服。
光的全反射原理是光纤通信的基础,通过巧妙地设计光纤的结构,让光能够在其中不断地反射前进,实现了信息的远距离传输。
这种将基础科学原理应用到实际工程中的能力,充分展示了人类对自然规律的深刻理解和驾驭能力。
同时,光纤通信技术的发展也离不开材料科学的进步。
高质量的光纤材料的研发,使得光信号的传输损耗不断降低,传输性能不断提高。
这让我深刻认识到,不同学科领域之间的交叉融合对于推动技术创新的重要性。
光纤传感技术原理
光纤传感技术原理嘿,朋友,你有没有想过,在我们生活的这个奇妙世界里,有一些超级神奇的技术正在悄悄地改变着一切呢?今天呀,我就想和你聊聊光纤传感技术。
这可不是个普通的玩意儿,它就像一个拥有超能力的小侦探,能感知到好多我们平常注意不到的东西呢。
光纤,你可能在网络通信方面听说过它。
对呀,就是那个像头发丝一样细细的东西,它能快速地传递信息,就像一个超级信使。
可你知道吗?它在传感领域也是个大明星呢。
光纤传感技术的原理啊,其实是利用了光纤的一些独特的性质。
咱先来说说光纤的结构吧。
光纤就像一个精心打造的小管道,它有一个芯层,这芯层就像是一条特殊的高速公路,光就在这里面传播。
然后呢,还有包层,包层就像是高速公路周围的防护栏,它的作用可大了,它能把光限制在芯层里面,不让光跑出去,就像把调皮的小孩限制在安全区域一样。
那这和传感有啥关系呢?这时候就该光纤的一些特性上场了。
当外界有一些变化的时候,比如说温度变了,或者是有压力作用在光纤上了,就会影响光在光纤里面传播的特性。
这就好比你在一条平坦的马路上开车,突然路面有个小坑洼或者有东西挡住了路,那你的车肯定会受到影响,速度啊,方向啊都会有变化。
光在光纤里也是这样,外界环境一变化,光的强度、相位、偏振态等就会跟着改变。
我给你举个例子吧。
我有个朋友叫小李,他在一家工厂工作。
他们工厂就用到了光纤传感技术来监测设备的温度。
你想啊,那些大型设备要是温度过高,那就像是一个人发烧了一样,肯定是出问题了。
以前呢,他们只能靠人工定期去测量温度,既麻烦又不准确。
现在好了,光纤传感器就像一个个小小的温度计,分布在设备的各个关键部位。
一旦温度有一点升高,光纤里光的特性就变了,然后通过专门的仪器就能检测到这个变化,就像有个小警报器响起来一样,“滴滴滴,温度升高啦!”这样就能及时采取措施,避免设备损坏。
再来说说光纤传感技术检测压力的情况。
想象一下,你踩在沙滩上,你的脚会在沙滩上留下脚印,这就是你对沙滩施加了压力。
光纤通信感悟心得体会(3篇)
第1篇随着科技的飞速发展,通信技术也在不断地革新与进步。
光纤通信作为一种新型的通信方式,以其高速、大容量、长距离传输等优点,逐渐成为当今通信领域的主流。
在我国,光纤通信的应用已经深入到生活的方方面面,从互联网到手机通信,从有线电视到智能交通系统,光纤通信都发挥着至关重要的作用。
在此,我结合自己的学习和实践,对光纤通信感悟心得体会如下:一、光纤通信的基本原理光纤通信是利用光波在光纤中传输信息的技术。
光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光接收机和终端设备组成。
光发射机将电信号转换为光信号,通过光纤传输到光接收机,光接收机再将光信号转换为电信号,最后由终端设备进行处理。
光纤通信具有以下特点:1. 高速传输:光纤通信的传输速率可以达到几十Gbps,远高于传统的铜缆通信。
2. 大容量:光纤通信的容量大,可以满足大规模信息传输的需求。
3. 长距离传输:光纤通信可以实现长距离传输,不受电磁干扰的影响。
4. 抗干扰性强:光纤通信不受电磁干扰,信号传输质量稳定。
5. 节能环保:光纤通信系统功耗低,有利于节能减排。
二、光纤通信的应用领域1. 互联网:光纤通信是互联网的基础设施之一,为用户提供高速、稳定的网络服务。
2. 移动通信:光纤通信在移动通信领域发挥着重要作用,如4G、5G网络的建设。
3. 有线电视:光纤通信可以实现高清、大容量的电视信号传输。
4. 智能交通系统:光纤通信在智能交通系统中扮演着关键角色,如车联网、智能监控系统等。
5. 工业控制:光纤通信在工业控制领域具有广泛应用,如生产线自动化、远程监控等。
三、光纤通信的发展趋势1. 高速率、大容量:随着互联网、大数据、云计算等技术的发展,对光纤通信的速率和容量要求越来越高。
未来,光纤通信将朝着高速率、大容量的方向发展。
2. 网络智能化:随着人工智能、物联网等技术的应用,光纤通信网络将实现智能化,提高网络性能和运维效率。
3. 绿色环保:在能源紧张、环境恶化的背景下,光纤通信将更加注重节能减排,实现绿色环保。
光纤传输实验心得
光纤传输实验心得第一篇:光纤传输实验心得还有动手这次实验,使测试技术这门课的一些理论知识与实践相结合,更加深刻了我对测试技术这门课的认识,巩固了我的理论知识。
经过这次的测试技术实验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。
这次的实验跟我们以前做的实验不同,因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。
所以是我觉得这次实验最宝贵,最深刻的。
就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的,这样,我们就必须要弄懂实验的原理。
在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用:弄懂实验原理,而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手,亲自开动脑筋,亲自去请教别人才能得到提高的。
实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题,和解决问题的能力。
培养这种能力的前题是你对每次实验的态度。
如果你在实验这方面很随便,抱着等老师教你怎么做,拿同学的报告去抄,尽管你的成绩会很高,但对将来工作是不利的。
比如在做回转机构实验中,经老师检查,我们的时域图波形不太合要求,我首先是改变振动的加速度,发现不行,再改变采样频率及采样点数,发现有所改善,然后不断提高逼近,最后解决问题,兴奋异常。
在写实验报告,对于思考题,有很多不懂,于是去问老师,老师的启发了我,其实答案早就摆在报告中的公式,电路图中,自己要学会思考。
在这次的实验中,我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识。
比如说,我在电桥实验中,我知道应变片是怎么样的,面板是怎么接电桥的;在回转机构及悬臂梁实验中,我知道压电传感器是如此微小的,怎样通过放大、接口电路进行微机分析,滤波、窗函数的选择,及怎样使用LabView采样和分析,另外,用文档形式写报告,是我们以前从来没有尝试过的。
可以说,做这次的测试技术实验,我们学生自己的能力得到了充分的发挥,跟以往那些充满条条框框的实验是不同的。
最后,通过这次的测试技术实验我不但对理论知识有了更加深的理解,对于实际的操作和也有了质的飞跃。
光纤通信技术读后感
光纤通信技术读后感光纤通信是通信技术领域中的一个伟大的技术革命。
信息在光域上的传输、存储、交换技术的突破,为构建起全球光网络奠定了物质基础。
麦克斯韦早已揭示通信世界的巨大资源是电磁波谱。
通信技术的技术演进史,既说明了通信技术利用电磁波谱(频率范围)经历了由低频率到高频率端的发展,也阐述了人类对带宽资源需求日益提高。
各种通信技术的陆续诞生,充分证实人们在用各种方法利用电磁波谱创造巨大的财富。
光纤通信发展可以大致分为三个阶段:第一阶段是从基础研究到商业应用的开发时期。
第二阶段是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。
第三阶段是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。
(1)光纤的特点光纤通信有很多优点:比如容许频带很宽、传输容量很大、损耗很小、中继距离很长且误码率很小、重量轻、体积小、抗电磁干扰性能好、泄漏小、保密性能好、节约金属材料、有利于资源合理使用等。
如果把通信线路比作马路,那么应该说是通信线路的频带越宽,容许传输的信息越多,通信容量就越大。
载波频率越高,频带宽度越宽。
光通信利用的传输媒质光纤,可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
(2)光纤的应用目前光纤通信在众多领域都有应用。
如:通信网、构成因特网的计算机局域网和广域网、有线电视网的干线和分配网、综合业务光纤接入网。
应用于电力系统的监视、控制和管理由于使用了光纤,不受强电磁干扰,不仅信息传输量增大,而且工作更加可靠。
(3)光纤通信技术的发展前景对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
全光网络。
未来的高速通信网将是全光网。
全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。
传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了通信网干线总容量的进一步提高,因此,真正的全光网已成为一个非常重要的课题。
全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。
光纤传感实践心得体会
随着科技的不断发展,光纤传感技术作为一门新兴的交叉学科,凭借其独特的优势在各个领域得到了广泛应用。
近期,我有幸参与了光纤传感技术的实践学习,通过一系列的实验操作和理论探讨,我对光纤传感技术有了更加深刻的认识。
以下是我对光纤传感实践的心得体会。
一、光纤传感技术的基本原理光纤传感技术是利用光纤作为传感介质,通过测量光纤的光学特性变化来实现对被测量的物理量的检测。
光纤传感技术具有以下特点:1. 抗干扰能力强:光纤传输过程中,对电磁干扰不敏感,具有良好的抗干扰性能。
2. 体积小、重量轻:光纤传感器的体积和重量远小于传统传感器,便于安装和携带。
3. 长距离传输:光纤传输距离远,可达几十公里甚至上百公里。
4. 多参数测量:光纤传感器可以实现多种物理量的同时测量,如温度、压力、应变等。
5. 成本低:光纤传感器制造成本相对较低,有利于大规模应用。
二、光纤传感实践过程1. 实验准备在实验前,我们首先对光纤传感器的结构、原理及性能进行了学习。
同时,了解了实验所需的光纤、光源、探测器等设备。
实验过程中,我们重点学习了光纤传感器在温度、压力、应变等物理量测量中的应用。
2. 实验操作(1)搭建实验平台:首先,我们需要搭建一个实验平台,包括光源、光纤、探测器等设备。
实验平台应满足实验要求,确保实验数据的准确性。
(2)连接光纤:将光纤的一端连接到光源,另一端连接到探测器。
连接过程中,注意保持光纤的清洁,避免损坏。
(3)设置实验参数:根据实验要求,设置光源的波长、功率等参数,以及探测器的灵敏度、阈值等参数。
(4)进行实验:启动实验设备,对被测物理量进行采集。
在实验过程中,注意观察光纤传感器的输出信号,分析实验数据。
3. 数据分析实验完成后,对采集到的数据进行处理和分析。
首先,对数据进行滤波处理,消除噪声干扰。
然后,根据实验结果,分析光纤传感器的性能和适用范围。
三、实践心得体会1. 提高了实践能力通过光纤传感实践,我掌握了光纤传感器的搭建、操作及数据分析方法,提高了自己的实践能力。
光纤传感技术读书笔记
题目光纤传感技术读书笔记学院(系):专业班级:学生姓名:指导教师:摘要:主要阐述了光纤传感技术的原理、特点及国内外的发展情况,介绍了在实际测量中的一些具体应用。
提出了我国光纤传感技术存在的问题,指出了今后的发展的方向,为光纤传感技术的深入研究提供了有益的参考关键词:光纤传感技术;测量精度;光纤传感器1 前言自1966年高昆博士提出光纤传输的理论,以及1969年日本平板波利公司制出200dB/KM梯度光纤以来,光纤传感技术取得了飞速发展,而且已经形成了独立的光通讯产业形成。
由于它独特的优点,决定了可实现某些特殊条件下的测量工作,比常规检测技术具有诸多优势,是传感技术发展的一个主导方向。
光纤传感技术代表了新一代传感器的发展趋势。
光纤传感器产业已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业之一,它以技术含量高、渗透能力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。
2 光纤与光纤传感器的原理光纤的结构由纤芯,包层,涂覆层,护套组成。
光缆的结构由12×12的光纤阵列,光纤带,纸,聚乙烯内壳,聚烯烃双绞线,聚乙烯外壳,抗应变的钢索组成。
而光纤传感器通常由光源、传感光纤、传感元件或调制区、光检测等部分组成。
其传光原理是利用了光的全反射原理,将被测参量转换为光信号参数的变化。
众所周知,描述光波特征的参量很多(如光强、波长、振幅、相位、偏振态和模式分布等)。
这些参量在光纤传输中都可能会受到外界影响而发生改变,特别是温度、压力、加速度、电压、电流、位移、振动、转动、弯曲、应变以及化学量和生物化学量等对光路产生影响时,都会使这些参量发生相应变化。
光纤传感器就是根据这些参量随外界因素的变化关系来检测各相位物理量的大小。
从结构上来讲,光纤传感器与电类传感器对比,光纤传感器的调制参量是振幅,相位。
而电类传感器是电阻,电容,电感等。
光纤传感器的传输信号为光,而电类传感器的传输信号为电。
传输介质也有了很大的不同,光纤传感器的传输介质是光纤,光缆,而电类传感器的介质是电线,电缆。
光纤通信读后感
光纤通信读后感在当今信息时代,通信技术的飞速发展无疑是推动社会进步的关键力量之一。
而在众多通信技术中,光纤通信以其卓越的性能和巨大的潜力,成为了现代通信领域的中流砥柱。
当我深入了解光纤通信这一领域后,心中涌起了诸多感慨和思考。
光纤通信,简单来说,就是利用光导纤维作为传输介质来实现信息传递的一种通信方式。
然而,这看似简单的定义背后,却蕴含着极为复杂和精妙的科学原理与技术应用。
在阅读的过程中,我首先被光纤通信的高速传输能力所震撼。
与传统的通信方式相比,光纤能够以每秒数十亿比特的速度传输数据,这使得大容量的高清视频、海量的文件资料等能够在瞬间完成传输。
想象一下,在以前,下载一部高清电影可能需要数小时甚至更长时间,而如今,在光纤通信的支持下,仅仅几分钟就能轻松搞定。
这种速度的提升,极大地改变了我们获取和分享信息的方式,让信息的流通变得前所未有的高效和便捷。
同时,光纤通信的低损耗特性也给我留下了深刻的印象。
光在光纤中传输时,损耗非常小,这意味着信号能够在长距离传输过程中保持较好的质量。
相比之下,传统的铜线等传输介质,在长距离传输时信号会迅速衰减,需要频繁地进行信号放大和再生。
而光纤通信则能够轻松实现数千公里甚至更远距离的无中继传输,大大降低了通信成本和维护难度。
这使得我们能够跨越广袤的地域,实现远距离的实时通信,真正将世界紧密地联系在一起。
光纤通信的抗干扰能力也是其显著的优点之一。
由于光信号在光纤中传输,不会受到电磁干扰、射频干扰等外界因素的影响。
这在如今电磁环境日益复杂的情况下显得尤为重要。
无论是在工业环境中的强电磁场,还是城市中密集的无线电信号,光纤通信都能稳定可靠地工作,确保信息的准确传输。
这为许多对通信质量要求极高的领域,如金融交易、医疗诊断、航空航天等,提供了坚实的保障。
然而,光纤通信的发展并非一帆风顺。
在其发展初期,面临着诸多技术难题和挑战。
光纤的制造工艺复杂,成本高昂,限制了其大规模应用。
同时,光信号的发射、接收和处理等技术也需要不断地创新和完善。
光纤传感技术读书笔记
光纤传感技术题目光纤传感技术学院专业班级姓名指导教师年月日光纤传感技术学习体会这次有幸选到姜院士的课,真的是兴奋又激动!光纤传感技术这门课在姜院士的讲解下,浅显易懂,又引人入胜,虽然课时不多,但我却学到了很多东西。
高中物理学习光学知识的时候老师有讲到过光纤,但也就是单纯的分析某一单色光在光纤中的传播路径以及一些简单的计算,对于老师提到的光纤通信,始终未能解惑。
当时疑惑的是光线在光纤中传播是如何实现信息交换的,因为按照当时的《考试大纲》是不讲解光的调制的,而当时的自己也以高考为重,未去深究,因此也就将这些疑惑埋藏在心中多年。
所以,能选择《光纤传感技术》这门课程对本人来说还是很幸运很激动的,一是能丰富自己的课外知识、拓展自己的认知面,二是有可能完成这门课程的学习之后我可以讲埋藏心中多年的疑惑解除,一举两得。
光纤传感技术是二十世纪七十年代左右随着光纤通信技术的萌芽而迅速建立起来的,通过以光波这一载体并光纤这一媒质,起到具有感知与信号传输的新型传感技术。
作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤,具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。
现阶段,光纤传感领域在世界中的发展大致分为两大方面:应用开发与相关原理性研究。
伴随光纤技术的不断成熟,实用化光纤传感器的开发成为整个领域发展的基础和关键。
当前,中国光纤传感器研究大多数基于于科研机构与大专院校等,但依旧未完成由理论实验向产品实践化的转变过程。
其中相对成熟的技术有:清华大学光纤传感中心和总后共同研究开发的温度测量系统和光纤油罐液位,已装配运行数年;北京航空航天大学和总装合作研制的光纤陀螺系统,现在的技术指标是0.20/hr 。
因为光纤传感器未能超越产品化的限制,并且还未像光纤通信产业具有指数型增长的趋势,许许多多和日常生活紧密联系的传感器应用产品(如交通监管、安全警报装置等)和精密的测试仪器仍然依靠于进口,亟需拓展的领域非常广阔。
1 光纤导光的基本原理光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
光纤通信读后感
光纤通信读后感读完光纤通信的相关知识,我就像打开了一个超级酷炫的科技大门。
以前我就知道网络能让我看剧、打游戏、跟朋友聊天,但对于背后的光纤通信,那可是两眼一抹黑。
现在可不一样啦,感觉自己像是掌握了一个超级秘密武器一样。
光纤这玩意儿,细细的一根,看起来普普通通,就像一根透明的小线。
可谁能想到呢,它就像一个超级快递员,而且是速度超快、永不疲倦的那种。
它能把信息以光的速度传来传去,这光的速度那可是快得没边儿了,感觉就像闪电侠在光纤里跑来跑去送信息呢。
我想象着那些数据,就像是一群小蚂蚁,在光纤这个超级高速公路上狂奔。
不管是我们发的那些搞笑的表情包,还是长长的视频,都能被光纤准确无误地送到目的地。
这可比以前那些通信方式厉害太多了。
以前的通信方式可能就像骑着小毛驴送东西,又慢又容易出岔子,光纤通信那就是开着超跑在送,又快又稳。
而且光纤通信还特别能装,就像一个超级大的哆啦A梦口袋。
它可以容纳大量的数据,不管是全世界的人同时上网刷新闻,还是同时看高清大片,它都能应对自如。
这就像是有一个超级管家,不管家里来多少客人,都能安排得妥妥当当。
从这里面我还看到了人类智慧的厉害之处。
能想出这么奇妙的通信方式,把光利用得这么巧妙,就像变魔术一样。
那些科学家们肯定都是超级大脑,就像拥有魔法棒的魔法师,轻轻一挥,就创造出了这个改变世界的东西。
不过呢,我也有点小担心。
光纤虽然很厉害,但要是它出了点小毛病,比如说被挖断了,那是不是就像高速公路突然塌方了一样,所有的信息都堵在那儿了呢?这就好比快递员突然失踪了,大家都收不到包裹,肯定会很着急的。
总的来说,光纤通信真的是太有趣、太神奇了。
它让我们的生活变得更加丰富多彩,让世界变得更小了。
我感觉自己像是站在一个科技的大舞台旁边,看着光纤通信这个主角在舞台上大放异彩,而我们这些观众,就尽情享受它带来的各种便利就好啦。
光纤传感技术课程心得
通过本次光纤传感课程的学习,我初步了解了光纤的发展历程:从我国的高锟博士提出光纤传输的相关理论,到以日本、美国为首的发达国家生产出各种类型的光纤,再到光纤产业的形成经历了一个比较短的过程。
在光纤的发展过程中分为两个方向:一个是光纤通信;另一个就是光纤传感。
光纤通信主要是利用光纤传输信息的可靠性,大容量性为主,而光纤传感主要利用了光纤的一些优缺点。
其中优点包括本质防爆、对电绝缘、无感应性、化学稳定性、时域变换性、低损耗、大容量、高精度、尺寸小、重量轻等;缺点包括对温度的敏感性等。
如姜院士所说,光纤的一切缺点都可以用作传感器,这句话简单明了地告诉我们,在合适的场合,对光纤缺点的研究和利用都是有益的。
在光纤作为传感器的40多年来,欧美国家占据了主导地位,而我国相关的研究都比较落后,但是经过多年来我国相关科研人员的努力,我国的光纤传感技术已经有了长足的发展,即将在我国举办的国际光纤传感会议见证了这一进步,也是国际光纤传感界对我国相关科研实力的认可。
光纤传感器的传光主要利用了光线的全反射原理。
光纤的物理结构主要包括涂覆层、包层、纤芯、护套四大部分。
光纤传感器主要分为两种:一种是光纤仅传输信号,不起敏感作用;另一种是光纤既作为传输信号的媒介,又作为敏感元件。
光纤传感器与电类传感器相比有以下几点不同:调制参量不同(光纤传感器主要调制振幅、相位、偏振、而电类传感器主要调制电阻、电容、电感等);光纤传感器的传输信号是光、而电类传感器的传输信号是电;光纤传感器的传输介质是光纤、光缆,而电类传感器的传输介质是电线、电缆。
我们可以从对比中看出光纤传感器与电类传感器是并行互补的一类新型传感器,除此外,光纤传感器还具有本质防爆、对电绝缘性、无感应性、化学稳定性、时域变换性,低损耗、大容量、高精度、尺寸小、重量轻、适合于多点分布测量等优点,正因为以上两点,光纤传感器自从诞生后就得到了大量的应用。
光纤传感器的基本原理是将被测参量转换为光信号参数的变化。
第十章 光纤传感技术—6
(10.33) (10.34)
式中,Δ ω =是待测角频率;I0=E02是人射光强。由(10.34)式可知, 探测器上输出的是频率为Δ f=fS-f0=(ω S-ω 0)/2π 的电信号,将这 一信号送人频谱分析仪即可求得Δ f的大小,进而得到fS和被测物体 的运动速度。 需要指出的是,信号频率fS可能大于f0或小于f0,主要取决于 运动物体的运动方向,但常用的频谱分析仪只能显示正频率,对负 频率没有意义,因而采用零差检测法测出的Δ f只能测量物体的运 动速度的大小,不能获得物体的运动方向的信息。
2.用于内燃机的光纤激光多普勒测速系统
多普勒测速系统也可用于内燃机气缸内部气体流动状态测量, 这时光纤激光多普勒系统称为光纤LDA传感器,其基本结构如图10. 55所示。其中包括光学传感器探头、微型双布拉格包、光学系统以 及激光器等。
图10.55 光纤LDA传感器
激光器发出激光,通过梯度型光纤传输到分束器上,分成两束 光分别人射到两个微型布拉格包,然后进人传感器探头。由大聚焦 透镜会聚到被测的流动气体之中。经过流动气体的散射,形成的多 普勒光信号再反射回来,经小聚焦透镜会聚到接收光纤之中,最后 到达光电倍增管PM,将多普勒光信号转换成电信号,然后经频谱分 析装置处理,得出内燃机气缸气体的流动状态。由于利用了梯度型 光纤传输信号,探头可在远离激光器的地方工作。另外,该系统还 适用于测量内燃机内部有高度湍流的流体。
10.6.3
频率调制光纤传感器应用
1.光纤多普勒流速计 激光多普勒测速技术是流体力学中已经广泛应用的测量技术, 它具有分辨率高、没有电感应噪声等优点。如果在此基础上采用光 纤传输,将大大改善多普勒光学系统的结构,从而使系统工作更可 靠,并能使测量系统的取样能最大限度地接近目标,提高测量的分 辨能力。
第十章 光纤传感技术—7
该信息集控平台主要实现变电站内外设备(设施)的温度监测、 消防预报警、电缆载流量热效应监测、电缆故障诊断和站间光纤通 信功能(如图10.63所示)。
图10. 63 10 kV开关站集控平台功能结构图
①温度监测功能 该功能主要是实现对站内的变压器室、电缆沟、开关柜,站外 的电缆排管无效孔、光纤中压复合电缆等设备(设施)进行高精度 (±1℃)、高分辨率(±0.1℃)实时在线温度监测;且分区域、人性 化、智能化的显示在信息集控平台上。电网监测中心通过信息集控 平台,可查看整体及各区域的环境温度信息:如二次控制缆电缆沟、 l0 kV高压开关柜、一次供电电缆沟(l0 kV),0.2 kV低压开关柜、
10.8.1 物联网的基本原理
物联网是在互联网的基础上利用RFID(无线射频识别)技术、红 外感应器、全球定位系统以及激光扫描器等信息传感设备将物品与 互联网进行连接,实现信息交换和通信,从而实现智能化定位、智 能化识别、跟踪、监控和管理的网络。物联网的概念是1999年提出 的,其英文名称为“The Internet of Things",即“物物相连的 互网络”。有两层含义:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网, 是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸 和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。 物联网的技术架构包括3个层面:感知层、网络层和应用层。
10.8.3
基于光纤物联网技术的智能 电网输配电设备监测系统
基于光纤物联网技术的智能电网输配电设备监测系统综合应用 光纤传感技术、光纤复合电缆技术、电缆载流量动态分析系统软件 和光纤宽带通信技术,实现了光纤与电缆一体化制造、在电力输配 电线路上对输配电网设备、设施的状态在线传感探测及信息通信传 输的一体化。使传统的电力电缆具有了智能化,采用光纤物联网技 术实现了对输配电网的智能化监测和高速宽带通信。
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题目光纤传感技术读书笔记学院(系):专业班级:学生姓名:指导教师:摘要:主要阐述了光纤传感技术的原理、特点及国内外的发展情况,介绍了在实际测量中的一些具体应用。
提出了我国光纤传感技术存在的问题,指出了今后的发展的方向,为光纤传感技术的深入研究提供了有益的参考关键词:光纤传感技术;测量精度;光纤传感器1 前言自1966年高昆博士提出光纤传输的理论,以及1969年日本平板波利公司制出200dB/KM梯度光纤以来,光纤传感技术取得了飞速发展,而且已经形成了独立的光通讯产业形成。
由于它独特的优点,决定了可实现某些特殊条件下的测量工作,比常规检测技术具有诸多优势,是传感技术发展的一个主导方向。
光纤传感技术代表了新一代传感器的发展趋势。
光纤传感器产业已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业之一,它以技术含量高、渗透能力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。
2 光纤与光纤传感器的原理光纤的结构由纤芯,包层,涂覆层,护套组成。
光缆的结构由12×12的光纤阵列,光纤带,纸,聚乙烯内壳,聚烯烃双绞线,聚乙烯外壳,抗应变的钢索组成。
而光纤传感器通常由光源、传感光纤、传感元件或调制区、光检测等部分组成。
其传光原理是利用了光的全反射原理,将被测参量转换为光信号参数的变化。
众所周知,描述光波特征的参量很多(如光强、波长、振幅、相位、偏振态和模式分布等)。
这些参量在光纤传输中都可能会受到外界影响而发生改变,特别是温度、压力、加速度、电压、电流、位移、振动、转动、弯曲、应变以及化学量和生物化学量等对光路产生影响时,都会使这些参量发生相应变化。
光纤传感器就是根据这些参量随外界因素的变化关系来检测各相位物理量的大小。
从结构上来讲,光纤传感器与电类传感器对比,光纤传感器的调制参量是振幅,相位。
而电类传感器是电阻,电容,电感等。
光纤传感器的传输信号为光,而电类传感器的传输信号为电。
传输介质也有了很大的不同,光纤传感器的传输介质是光纤,光缆,而电类传感器的介质是电线,电缆。
由结构的对比可见,光纤传感器与电类传感器是并行互补的一类新型传感器。
从应用上来讲,光纤传感器与传统传感器相比有其独特的优点,即非接触式测量、抗干扰力强、灵敏度高、体积小、重量轻、柔性好,而且测量对象广泛。
因此,在传感器行业中,光纤传感器越来越显示出它的优势。
它将替代传统的机械接触式传感器及电容非接触式传感器。
机械接触式传感器磨损被测表面,这就限制了测量精度。
电容非接触式传感器的抗电磁干扰力差,使得其适用范围受到限制。
3 光纤传感器的调制技术以及光信号的解调技术光纤传感器的调制技术有四种,(1)强制调制,(2)相位调制,(3)偏振态调制,(4)频率调制。
强制解调有1)利用小的线位移或角位移进行强度调制;2)反射式强度调制;3)利用微弯产生损耗进行强度调制;4)利用折射率变化进行强度调制。
相位调制是通过被测参量调制光纤中光的相位的原理,称为相位调制。
需要注意以下几点:1)光敏器件不能直接测量相位变化,需通过干涉变化后方可测量。
2)光波的相位由光纤波导物理长度、折射率及分、波导模的几何尺寸的参量所决定。
3)压力、温度、张力等被测参量可直接改变上述波导参量。
偏振态调制需要注意两点:1)光敏器件不能直接测量光的偏振态,必须通过起偏器和检偏器才能检测其偏振状态。
2)偏振态调制主要是利用物质的旋光性、法拉第效应、克尔效应、光弹效应等。
频率调制是指频率为f 的光入射到相对探测器速度为V 的物体上,则有()11V f V s c f f -=≈+⋅。
其中s f 为运动物体反射光频率。
波长调制就是利用被测参量改变光纤中的波长。
波长调制不受光强变化影响,但解调技术较复杂。
其主要有热-色调制和位移-波长调制。
光纤干涉仪主要则有马赫—曾德尔光纤干涉仪,萨格纳克光纤干涉仪,迈克尔逊光纤干涉仪,法布里—珀罗(F —P )光纤干涉仪。
光信号的解调技术有(1)强度解调,(2)光波相位解调,(3)频率解调,(4)波长(颜色解调),(5)光谱仪解调。
强度解调分为单光路微弱信号解调,双光路弱光信号。
光波相位解调有被动零差法、相位跟踪零差法、外差法。
波长(颜色)解调分为二波长单光路解调、二波长双光路解调。
光谱仪解调则有光纤光栅用于分布式光纤传感系统。
4 国内外光纤传感器的发展概况由于光纤传感器应用的广泛性及其广阔的市场,其研究和开发在世界范围内引起了高度的重视,各国家更是竞相研究开发并引起激烈的竞争。
美国是研究光纤传感器起步最早、水平最高的国家,在军事和民用领域的应用方面,其进展都十分迅速。
在军事应用方面,研究和开发主要包括:水下探测的光纤传感器、用于航空检测的光纤传感器、光纤陀螺、用于核辐射检测的光纤传感器等。
这些研究都分别由美国空军、海军、陆军和国家宇航局(NASA)的有关部分负责,并得到许多大公司的资助。
美国也是最早将光纤传感器用于民用领域的国家。
如运用光纤传感器检测电力系统的电流、电压、温度等重要参数,监测桥梁和重要建筑物的应力变化,检测肉类和食品的细菌和病毒等。
日本和西欧各国也高度重视并投入大量经费开展光纤传感器的研究与开发。
日本在20世纪80年代便制定了“光控系统应用计划”,该计划旨在将光纤传感器用于大型电厂,以解决强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中的信息测量、传输和生产过程的控制。
20世纪90年代,由东芝、日本电气等15家公司和研究机构,研究开发出12种具有一流水平的民用光纤传感器。
西欧各国的大型企业和公司也积极参与了光纤传感器的研发和市场竞争,其中包括英国的标准电讯公司、法国的汤姆逊公司和德国的西门子公司等。
我们在20世纪70年代末就开始了光纤传感器的研究,其起步时间与国际相差不远。
目前,已有上百个单位在这一领域开展工作,如清华大学、华中科技大学、武汉理工大学、重庆大学、核工业总公司九院、电子工业部1426所等。
他们在光纤传感器、压力计、流量计、液位计、电流计、位移计等领域进行了大量的研究,取得了上百项科研成果,其中相当数量的研究成果具有很高的实用价值,有的达到世界先进水平。
每年发表的论文、申请的专利也不少。
但与发达国家相比,我国的研究水平还有不小的差距,主要表现在商品化和产业化方面,大多数品种仍处于实验室研制阶段,不能投入批量生产和工程化应用。
5 光纤传感器的应用光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了许多行业多年来一直存在的技术难题,具有很大的市场需求。
主要表现在以下几个方面:(1)我们使用高温传感器每年要消耗几十亿元,传统使用铅佬丝热电偶来测量高温,寿命短,成本高,而且在工业生产中需要停产来更换热电偶,严重影响了生产。
20世纪80年代美国提出使用蓝宝石光纤来制备高温传感器,但价格昂贵,只能应用于特殊场合。
因此,研究和开发测量精度高、性能稳定、成本低的光纤高温传感器具有极大的市场需求。
(2)在电力系统中,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受强电磁场的干扰,无法在这些场合中使用,只能用光纤传感器。
目前防雷抗干扰已经成为了我国大坝安全监测自动化中最为棘手的问题。
光纤传感器的使用为彻底解决防雷抗干扰的问题创造了条件。
尽管光纤传感器在国内水利工程上的应用尚处于起步阶段。
但由于具有其他传感器无法比拟的优越性,将使其具有十分广泛的应用潜力。
加拿大一公司开发的能用于水利工程的传感器已十余种且逐步系列化,分辨率0.1℃的温度传感器、精度达0.02mm的位移计、0.1%F.S.的压力传感器等已成功应用于水利工程。
国内此方面的研究和研制也已起步。
(3)在石油化工系统、矿井、大型电厂等,需要检测氧气、碳氢化合物、CO 等气体,采用电类传感器不但达不到要求的精度,更严重的会引起安全事故。
因此,研究和开发高性能的光纤气敏传感器,可以安全有效的实现上述检测。
(4)在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面,由于其环境复杂,影响因素多,使用其他传感器达不到所需要的精度,并且易受外界因素的干扰,采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度,可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。
目前,我国水源的污染情况严重,临床检验、食品安全检测手段比较落后,光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
武汉理工大学光纤中心在光纤传感技术研究与应用中取得了令人瞩目的成就,在镇海,大连,黄岛,舟山的国家储备油库以及秦岭终南山隧道,章家槽隧道,白岩溪隧道,女娘山隧道都开发了火灾监测报警系统以及感温火灾报警系统。
还开发了振动监测,发动机油路安全检测,发动机旋转体安全监测等仪器。
6 我国光纤传感器目前存在的问题光纤传感技术及其相关技术的迅速发展,满足了各类控制装置及系统对信息的获取与传输提出的更高要求,使得各领域的自动化程度越来越高,作为系统信息获取与传输核心器件的光纤传感器的研究非常重要。
但也存在着亟待解决的问题,如光纤传感器的输出信号会受到光源波动,光纤传输损耗变化、探测器老化等因素的影响,组成光纤传感器各部分元件的本身性能对测量精度的影响等。
认真研究光纤传感器的各组成部分元器件的性能(有效抑制光源波动、减小光纤传输损耗),特别是进一步改进敏感元件的制作工艺及结构,探索新的敏感机理,充分发挥微处理技术和计算机软件功能以改善和补偿光纤传感器的性能,发展数字、集成化和自动化、工程化的新型光纤传感器,研制出适合于网络化应用的光纤传感器阵列及特殊测量要求的新型光纤传感器是今后的研究发展趋势。
7 结语近年来,随着光纤通信技术的迅速发展,特别是光纤与光电器件的理论、工艺水平和性能的不断提高和完善,使光纤技术进入了非通信领域。
光纤传感技术自20世纪80年代以来,受到世界各国的极大重视。
十几年来,光纤传感器一直被设想为主导传感技术,但至今尚未实现。
虽然对各种各样的光纤传感机理进行了大量的研究和开发,但实用化的例子还是有限的。
在现代信息社会中,随着相关科学技术的进步和完善,光纤传感技术及其应用将有着越来越重要的低位。
“中国2010年远景规划”已将传感器列为重点发展的产业之一,随着我国加入世界贸易组织,传感器的市场需求和发展空间的潜力是非常巨大的。
7 参考文献【1】姜德生《光纤传感技术及其应用》课程课件武汉理工大学【2】贺安之《现代传感器原理及应用》北京:宇航出版社,1995.【3】张毅《反射式光强制型光纤传感器的应用及发展》光电子技术与信息,2002,(3):23-26。