光纤传感器的应用详解
光纤传感器的应用案例分析
光纤传感器的应用案例分析光纤传感器是一种利用光纤传导光信号进行感知和测量的技术，近年来在各个领域得到了广泛的应用。
本文将通过几个典型的案例分析来探讨光纤传感器在不同领域中的应用和效果。
1. 应用案例一：工业自动化领域在工业自动化领域中，光纤传感器能够实时监测和测量各种参数，如温度、压力、位移等，以确保生产线的正常运行。
例如，在一个化工厂中，光纤传感器可以用于监测管道中的液体流量和压力变化，及时发现异常情况并采取相应措施，从而保证生产的安全性和稳定性。
2. 应用案例二：医疗领域在医疗领域中，光纤传感器能够用于检测和监测患者的体征和生理参数。
例如，在心脏手术中，医生可以通过将光纤传感器插入患者的动脉或静脉中，实时监测血压和心率的变化，从而帮助医生进行准确的手术操作和治疗。
3. 应用案例三：环境监测领域在环境监测领域中，光纤传感器能够用于检测空气质量、水质和土壤条件等参数。
例如，在一个市区中，光纤传感器可以通过串联式光纤传感网络布置于各个地点，实时监测空气中的有害气体浓度，及时发出警报并采取相关措施，以保障市民的健康与安全。
4. 应用案例四：交通运输领域在交通运输领域中，光纤传感器能够用于智能交通系统的建设和车辆安全监测。
例如，在一个道路隧道中，光纤传感器可以用于监测隧道内的温度和湿度等参数，及时发现火灾和水患等危险情况，并触发警报系统，以保证车辆和乘客的安全。
5. 应用案例五：能源领域在能源领域中，光纤传感器能够用于光伏发电和风电等能源装置的监测和管理。
例如，在一个太阳能发电站中，光纤传感器可以用于监测太阳能电池板的温度和发电效率等参数，帮助工程师进行设备运维和性能优化，提高发电效率和能源利用率。
通过以上几个案例的分析，我们可以看出光纤传感器在不同领域中的广泛应用和效果显著。
光纤传感器的优势在于其高灵敏度、快速响应和抗干扰性能，使其成为许多行业和领域中不可或缺的技术工具。
随着技术的不断发展，相信光纤传感器将会在更多的领域中展现出其更大的潜力和价值。
光纤传感器的实际应用案例及操作指南
光纤传感器的实际应用案例及操作指南光纤传感器作为一种基于光和光纤技术的传感器，具备高精度、高灵敏度、抗干扰等优点，广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
本文将介绍几个光纤传感器的实际应用案例，并提供操作指南，帮助读者更好地了解和使用光纤传感器。
一、光纤温度传感器在工业监测中的应用光纤温度传感器可以实时、精确地监测物体的温度变化，广泛应用于工业生产中的温度监测和控制。
它适用于高温、低温、高压等极端条件下的温度测量，并具备抗干扰和耐腐蚀的特点。
例如，在钢铁冶炼过程中，通过将光纤温度传感器安装在炉内，可以实时监测炉温的变化，从而控制冶炼过程的温度，提高生产效率和产品质量。
使用光纤温度传感器的操作指南如下：1. 确保光纤传感器的光路通畅，没有断裂或弯曲。
2. 精确地连接光纤传感器和测量设备，保持信号的稳定传输。
3. 根据实际需求选择适合的光纤温度传感器型号，考虑测量范围、耐温度变化、抗干扰能力等参数。
4. 在使用前进行校准，在标准温度下将传感器的读数与已知的温度值进行比对。
5. 在安装过程中注意保护光纤温度传感器，避免物理损坏。
二、光纤加速度传感器在航空航天和汽车制造中的应用光纤加速度传感器是通过测量物体的加速度来获取运动状态及振动信息的传感器。
它具有高精度、高灵敏度、抗干扰等特点，在航空航天和汽车制造等领域被广泛应用。
例如，在航空航天领域，光纤加速度传感器可以用于飞行器的振动监测和结构健康监测，从而提高航空器的安全性和稳定性。
在汽车制造领域，光纤加速度传感器可以用于汽车零部件的振动测试和质量控制，从而提高汽车的性能和寿命。
使用光纤加速度传感器的操作指南如下：1. 确保传感器与被测物体之间的连接牢固可靠。
2. 选择适当的测量范围和灵敏度，根据实际应用需求进行调整。
3. 在使用前进行校准，确保传感器的读数准确可信。
4. 避免在高温、高湿等极端环境下使用，以防影响传感器的性能和寿命。
5. 定期进行维护和保养，及时更换损坏或老化的传感器部件。
光纤传感器的分类和主要用途1
光纤传感器可以按传感原理分为两类，一类称为功能型传感器，它的光纤对被测信号兼有敏感和传输的作用，即它具有传与感台的特点。
另一类称为非功能型传感器，它的光纤仅起传输的作用，而对被测信号的感觉则是利用其他光学敏感元件来完成的。
光纤传感器还可以按光波在光纤中被调制的原理分为：光强调制型、相位调制型、偏振态凋制型和波长调制型等几种形式。
光纤传感器的应用正是由于光纤传感器拥有如此之多的优点，使得其应用领域非常广泛，涉及石油化工、电力、医学、土木工程等诸多领域。
1 光纤传感器在石油化工系统的应用在石油化工系统中，由于井下环境具有高温、高压、化学腐蚀以及电磁干扰强等特点，使得常规传感器难以在井下很好地发挥作用。
然而光纤本身不带电，体小质轻，易弯曲，抗电磁干扰、抗辐射性能好。
特别适合于易燃易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用，光纤传感器在油气勘探中的应用应用光纤传感器可以制成井下分光计，分布式温度传感器及光纤压力传感器等适用于这种特殊作业要求的产品。
光纤传感器对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件，包括高温、高压以及强烈的冲击与振动，可以高精度地测量井筒和井场环境参数，同时，光纤传感器具有分布式测量能力．利用光纤传感器可以进行井下流量测量、温度测量、压力测量、含水(气)测量、密度测量、声波测量等。
光纤传感器在电力系统的应用电力系统网络结构复杂、分布面广，在高压电力线和电力通信网络上存在着各种各样的隐患，因此，对系统内各种线路、网络进行分布式监测显得尤为重要。
1 在高压电缆温度和应变测量中的应用目前，国外(主要是英国、日本等)已利用激光喇曼光谱效应研制出分布式光纤温度传感器产品。
而国内也在积极地开展这方面的研究工作。
2 在电功率传感器中的应用主要是光纤电功率传感器。
3 在电力系统光缆监测中的应用通过测量沿光纤长度方向的布里渊散射光的频移和强度，可得到光纤的温度和应变信息，且传感距离较远，所以有深远的工程研究价值。
光纤传感器的应用与研究
光纤传感器的应用与研究光纤传感器是一种利用光学传输来测量物理量的传感器。
相比于传统的电气式传感器，光纤传感器具有无电磁干扰、小尺寸、高灵敏度等优点，因此在领域广泛应用。
本文将从光纤传感器的基本结构和工作原理、应用领域、研究进展等方面进行分析。
一、光纤传感器的基本结构和工作原理光纤传感器主要由光源、光纤、检测器和信号处理器组成。
其中重要的是光纤，它可分为单模光纤和多模光纤两种。
根据传感器的工作原理，光纤传感器可分为反射式光纤传感器和透射式光纤传感器，前者的工作原理是通过入射光的反射，来检测外界物理信息；后者是通过介质的衰减和散射等特性来测量被测物理量。
光纤传感器的工作原理是利用光的传播特性来间接地测量外界环境中存在的一些物理量。
它包括了利用光强、光相位、拉曼散射、布里渊散射等技术来实现物理量的测量。
在应用中，光纤传感器的光源一般是激光器和LED光源。
检测器几乎都是光电二极管和光电探测器。
至于信号处理器，已经被新技术的发展所淘汰，被DSP芯片系统所替代。
二、光纤传感器的应用领域光纤传感器的应用领域十分广泛，包括了海洋、能源、生物医学、环保、安全控制等多个领域。
以下就为大家列出其中几个应用领域和典型的实例。
1.海洋领域海洋是一个复杂而浩瀚的环境。
光纤传感器的应用可以大大提高海洋数据采集的效率。
比如，在海底光纤通信项目中，通过光纤传感器来监测海底气体的释放，实现对气体释放量的自动记录和长时间的在线监测。
而在海底管道防腐蚀的应用中，则是通过光纤检测管道的温度变化，用来判断防腐材料的拱起和龟裂程度。
2.生物医学领域光纤传感器在生物医学领域中也有着重要的应用。
生物医学领域中最常用的是拉曼散射光谱技术，也就是利用光与物质相互作用的散射现象，来确定生物分子的组成和浓度。
比如，有一种光纤传感器用于监测病人的体温和血氧饱和度。
此外，其他应用也包括了对光纤传感器的生物污染检测，光纤传感器的微型化技术更是在单细胞探索、分子诊断等领域中发挥了重要的作用。
光纤传感器的应用与原理
光纤传感器的应用与原理概述光纤传感器是一种利用光纤作为传感元件的传感器，广泛应用于各个领域，如工业自动化、医疗诊断、环境监测等。
本文将介绍光纤传感器的应用领域和工作原理，并对常见的几种光纤传感器进行详细解析。
应用领域光纤传感器在许多领域中都有着重要的应用。
以下是光纤传感器常见的应用领域：1.工业自动化：光纤传感器可以用于检测物体的位置、形状、尺寸等信息，广泛应用于自动化生产线中的物体检测和质量控制。
2.医疗诊断：光纤传感器可以用于生物体内的监测和诊断，如血液浓度、体温、心率等生理参数的测量。
3.环境监测：光纤传感器可以用于监测环境中的温度、湿度、压力等参数，对环境污染和自然灾害的预警起到重要作用。
4.结构监测：光纤传感器可以用于监测建筑物、桥梁、飞机等结构的变形和破损，提高结构的安全性和可靠性。
工作原理光纤传感器的工作原理基于光信号的传输和变化。
以下是光纤传感器的几种常见工作原理及其原理解析：1.弯曲传感器：光纤传感器通过光纤的弯曲程度来测量物体的弯曲角度。
当光纤被弯曲时，光信号会在光纤中发生反射，通过测量反射光的强度变化，可以确定物体的弯曲程度。
2.压力传感器：光纤传感器利用内部的光纤材料的压阻效应来测量物体的压力。
当物体施加压力时，光纤内部的光线受到压阻效应的影响，从而改变光的传输特性。
3.温度传感器：光纤传感器利用光纤材料的热导性来测量物体的温度。
当物体受热时，光纤内部的温度会发生变化，从而改变光的传输特性。
4.气体传感器：光纤传感器利用特殊的光纤材料与目标气体之间的相互作用来测量气体的浓度和组成。
当目标气体与光纤材料发生化学反应或物理吸附时，光的传输特性会发生变化。
常见光纤传感器以下是几种常见的光纤传感器及其应用场景：1.FBG（Fiber Bragg Grating）光纤传感器：基于光纤中的光栅效应，可以用来测量温度、应变、压力等参数。
在结构监测和环境监测中有广泛应用。
2.光纤陀螺仪：利用光纤的光学路径差来测量旋转角度，广泛应用于航空航天和导航领域。
光纤传感器的用途
光纤传感器的用途光纤传感器是一种基于光纤技术的传感器，通过利用光的传输特性来实现对各种物理量的测量和检测。
光纤传感器具有高精度、高灵敏度、免受电磁干扰的优点，因此在许多领域都有广泛的应用。
一、工业领域光纤传感器在工业领域中发挥着重要作用。
它可以用于测量温度、压力、位移、流量等各种物理量，广泛应用于生产线的监测和控制系统中。
例如，在机械加工过程中，光纤传感器可以实时监测机床的振动和温度，以保证生产的稳定性和安全性。
此外，光纤传感器还可以用于检测管道中的泄漏、测量液位等。
二、医疗领域光纤传感器在医疗领域中有着广泛的应用。
它可以用于监测患者的心率、血氧饱和度、体温等生理参数，为医生提供准确的数据支持。
此外，光纤传感器还可以用于手术过程中的远程观察和控制，以及药物输送的监测。
光纤传感器的应用不仅提高了医疗设备的精确性和安全性，还为患者提供了更好的医疗体验。
三、环境监测光纤传感器在环境监测领域中也有着重要的应用。
它可以用于测量大气污染物、水质污染物、土壤湿度等环境参数，为环境保护和资源管理提供数据支持。
例如，在水质监测中，光纤传感器可以实时监测水体中的氧气含量、溶解物质浓度等，以及检测水中的微生物和有害物质。
这些数据可以帮助环境科学家了解环境变化的情况，为环境保护提供决策依据。
四、安全监控光纤传感器在安全监控领域中也有着广泛的应用。
它可以用于火灾报警、入侵检测、地震监测等方面。
例如，在火灾报警系统中，光纤传感器可以实时监测建筑物内部的温度和烟雾浓度，及早发现火灾的迹象并报警。
此外，光纤传感器还可以用于地震监测，通过监测地下光纤的扭曲和拉伸来判断地震的发生和强度，为地震预警提供重要依据。
五、交通运输光纤传感器在交通运输领域中也有着重要的应用。
它可以用于测量车辆的速度、重量、位置等参数，以及监测道路的状况。
例如，在交通管理中，光纤传感器可以实时监测道路上的车辆流量和拥堵情况，帮助交通部门优化交通流量和改善道路拥堵问题。
浅析光纤传感器的应用及技术发展
浅析光纤传感器的应用及技术发展随着科技的发展，光纤传感器在现代化的工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
光纤传感器是利用光纤的光学传输特性，借助光纤制备的传感器，该传感器主要通过分析光传输的属性，来检测和测量机械、物理和化学物质等参数的变化。
下面将从光纤传感器的基本原理入手，对光纤传感器的应用和技术发展进行深入分析。
1. 光纤传感器的基本原理光纤传感器的工作原理是基于光的传输。
光纤是一种透明的、柔性的光学传输介质，具有很好的抗干扰能力和辐射抗击能力。
在光纤传感器中，通常会把光纤分为三段，分别是入口光纤、传感器结构和出口光纤。
光纤传感器可以将物理和化学参数转换为光信号，利用接收到的光信号来达到传感目的。
光纤传感器的主要分类有两种，分别是点式传感器和分布式传感器。
其中，点式传感器通常采用光纤两端相连的方案，主要用于测量热度、湿度、电磁场等参数。
分布式传感器则是在光纤中制造各种敏感结构，并测量光信号的传输和时间，从而获得参数的变化情况。
在分布式传感器中，又分为布喇格栅传感器、拉曼散射传感器、布里渊散射传感器等。
2. 光纤传感器的应用（1）制造业：在制造业生产中，光纤传感器被广泛应用于各种传感监测环节，包括机器人，智能制造、柔性生产线、3D打印等等。
例如，光纤传感器可以用于检测机器人的运动轨迹和姿态，从而在制造工艺中准确控制物体的移动和换架。
（2）医学：在医学领域，光纤传感器有着多种应用。
光纤探针可以为医生提供快速、准确的体内信息，包括温度，压力，氧气浓度等等。
在神经外科方面也有很好的应用前景，可以帮助医生快速判断病灶位置、大小和强度，提高治疗效果和速度。
（3）环境监测：在环境监测中，光纤传感器常常被用于测量气体含量、水质、土壤温度、PH值等。
这些监测数据可以通过网络技术进行远程实时监测，对环境保护产生积极的促进作用。
（4）安全监测：在安全监测方面，光纤传感器应用于土木建筑，特别是高速运输行业的安全监测。
光纤传感器原理与应用
光纤传感器原理与应用光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，利用光的散射、干涉、吸收等特性来测量目标物理量。
它具有高灵敏度、快速响应、无电磁干扰等优点，在各个领域得到广泛应用。
本文将介绍光纤传感器的原理、分类以及在不同领域的应用。
一、光纤传感器的原理光纤传感器的工作原理基于光的传输和光与物质的相互作用。
其基本结构由光源、光纤和光检测器组成。
光源发出光信号经光纤传输到目标位置，通过光与目标物理量的相互作用，改变光信号的特性，最后被光检测器接收并转换成电信号进行处理。
光纤传感器的原理主要有散射原理、干涉原理和吸收原理。
散射原理是利用目标物质对光的散射程度与目标物理量之间的关系来进行测量；干涉原理利用光的相位干涉来测量目标物理量；吸收原理则是利用目标物质对光的吸收程度与目标物理量之间的关系来进行测量。
根据不同的原理，可以设计出不同类型的光纤传感器。
二、光纤传感器的分类光纤传感器根据测量方式的不同，可以分为直接测量型和衍射测量型。
1. 直接测量型直接测量型光纤传感器是通过测量光的散射、干涉或吸收来间接测量目标物理量的。
根据光的散射、干涉或吸收特性的不同，直接测量型光纤传感器又可以分为散射型、干涉型和吸收型。
散射型光纤传感器是通过测量光信号在光纤中由于目标物质散射导致的光功率、频谱或相位的变化来进行测量的。
常见的散射型光纤传感器有拉曼散射和布里渊散射传感器。
干涉型光纤传感器是通过测量光信号在光纤中由于目标物质引起的干涉引起的相位差变化来进行测量的。
干涉型光纤传感器可以实现高灵敏度的测量，常见的干涉型光纤传感器有光纤干涉仪和弗罗伊德森干涉仪。
吸收型光纤传感器是通过测量光信号在光纤中由于目标物质吸收导致的光功率变化来进行测量的。
吸收型光纤传感器可用于测量目标物质的浓度、温度和压力等。
常见的吸收型光纤传感器有光纤光栅传感器和吸收型光纤传感器。
2. 衍射测量型衍射测量型光纤传感器是通过测量目标物质对光的衍射现象来直接测量目标物理量的。
光纤传感器在环境监测中的应用探究
光纤传感器在环境监测中的应用探究简介：光纤传感器是一种利用光纤作为传感元件的传感器，它能够将光纤中的各种物理参数转化为光信号进行测量。
光纤传感器具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点，因此在环境监测领域得到了广泛的应用。
本文将探究光纤传感器在环境监测中的应用。
一、大气环境监测1. 温度监测：通过光纤传感器可以实时监测气温的变化，从而提供详细的温度数据，为大气环境变化的分析和研究提供重要依据。
2. 湿度监测：光纤传感器可以测量空气中的湿度，并通过输出的光信号进行实时监测和数据记录，对气象预测和环境调控具有重要意义。
3. 大气压力监测：利用光纤传感器可以测量大气压力的变化，为天气预报、气象学研究等提供数据支持。
二、水质监测1. 水温监测：光纤传感器可以用于长时间、大范围的水温监测，不受水质影响，能够提供高精度的数据，对水环境管理和生态保护具有重要作用。
2. 水压监测：通过光纤传感器可实时监测水压，并实现对水源管网的监控与预警，为供水系统的安全运行提供保障。
3. 溶解氧监测：光纤传感器可以测量溶解氧的含量，通过对水体中溶解氧浓度的实时监测，可以预测水源富营养化、藻类水华等问题，为水质保护提供数据支持。
三、土壤监测1. 土壤湿度监测：利用光纤传感器可以实时监测土壤中的湿度变化，对农田灌溉、植物生长等具有重要参考价值。
2. 土壤温度监测：光纤传感器可以测量土壤温度的变化，提供温度数据，对农作物的生长和土壤环境变化进行分析和研究。
3. 土壤压力监测：通过光纤传感器可以监测土壤中的压力变化，对土壤结构和地下水位的变化进行实时监测和数据记录，为土地利用和地质灾害预警提供数据支持。
四、空气污染监测1. PM2.5监测：光纤传感器可以实时监测空气中PM2.5的浓度，提供精确的数据支持，为空气污染治理和健康保护提供重要依据。
2. VOCs监测：光纤传感器可用于监测空气中挥发性有机物（VOCs）的含量，对于提高空气质量和预防有害物质对人体的危害具有重要意义。
光纤传感器的应用与优化
光纤传感器的应用与优化光纤传感器是一种基于光学原理的传感器，利用光纤作为传感元件，通过光的传输和变化来实现对各种物理量的测量。
在电子与电气工程领域，光纤传感器具有广泛的应用和优化空间。
一、光纤传感器的应用1. 温度测量：光纤传感器可以通过测量光的相位变化或光强的变化来实现对温度的测量。
相比于传统的温度传感器，光纤传感器具有更高的灵敏度和更宽的测量范围。
在工业生产过程中，光纤传感器可以用于高温环境下的温度监测，如熔炉和高温反应器的温度控制。
2. 应变测量：光纤传感器可以通过测量光纤的弯曲或拉伸程度来实现对应变量的测量。
在土木工程领域，光纤传感器可以用于对桥梁、建筑物等结构的应变监测，及时发现结构的变形和破坏，确保工程的安全性。
3. 压力测量：光纤传感器可以通过测量光纤中光的传播速度的变化来实现对压力的测量。
在石油、天然气开采和工业流体控制领域，光纤传感器可以用于测量管道中的流体压力，及时发现管道泄漏和压力异常。
4. 气体浓度测量：光纤传感器可以通过测量光在气体中的传播特性的变化来实现对气体浓度的测量。
在环境监测和工业安全领域，光纤传感器可以用于检测空气中的有害气体浓度，及时预警并采取相应的措施。
二、光纤传感器的优化1. 传感器结构的优化：光纤传感器的结构设计对传感器的性能有重要影响。
通过优化光纤的材料选择、结构布局和封装方式，可以提高传感器的灵敏度和稳定性。
此外，还可以通过引入微纳技术，制备微型化的光纤传感器，提高传感器的集成度和可靠性。
2. 信号处理的优化：光纤传感器输出的信号往往是微小的光强变化或相位变化，需要进行精确的信号处理才能得到准确的测量结果。
通过优化信号处理算法和器件的选择，可以提高传感器的测量精度和响应速度。
3. 网络化与智能化的优化：随着物联网和人工智能技术的发展，光纤传感器可以与其他传感器和设备进行联网，实现对多种物理量的综合测量和分析。
通过智能化的算法和系统，可以实现对传感器的自动化控制和故障诊断，提高传感器的可靠性和智能化水平。
光纤传感器原理及应用技术
光纤传感器原理及应用技术光纤传感器是一种基于光学原理进行测量和检测的传感器，它通过利用光纤的特性，将光信号转换为电信号，实现对被测量物理量的测量。
光纤传感器具有高精度、即时响应、抗干扰能力强等优点，在许多领域得到了广泛的应用。
光纤传感器的原理是基于光的传播和反射原理。
光纤是一种由光纤芯和包覆层组成的细长材料，光信号在光纤芯内由于全反射而传输。
当外部环境发生变化时，比如温度、压力、湿度等物理量发生变化时，会引起光纤芯的折射率发生变化，进而改变光信号传播的特性，通过对光信号的检测和分析，可以得到被测物理量的信息。
1.光纤光栅传感器：光纤光栅传感器是一种利用光纤中的光栅结构实现测量的技术。
当外界物理量作用于光栅上时，光栅的折射率、光栅常数等参数会改变，进而改变光纤中光信号的传播特性。
利用对光信号的分析，可以实现对温度、压力、应变等物理量的测量。
光纤光栅传感器具有高精度、远距离传输、抗干扰能力强等优势，在工业、航空航天、环境监测等领域得到广泛应用。
2.光纤光耦合传感器：光纤光耦合传感器是一种利用光纤与被测物之间的光耦合效应实现测量的技术。
光纤输入端将光源发出的光信号通过总反射等机制输入到被测物上，在被测物上发生反射、散射等光学效应后，再传回到光纤输出端。
通过对光信号的分析，可以得到被测物的信息，如距离、位置、形变等。
光纤光耦合传感器可以实现远距离测量、抗干扰能力强等优点，广泛应用于机械制造、机器人、石油勘探等领域。
3. 光纤陀螺仪：光纤陀螺仪是一种利用光学运动学原理实现姿态变化测量的传感器。
光纤陀螺仪利用光纤中的Sagnac效应，在光纤环结构中通过激光的传播过程实现对旋转加速度和角速度的测量。
光纤陀螺仪具有无惯性元件、高精度、稳定性好等优点，在惯导、导航、航空航天等领域得到广泛应用。
总之，光纤传感器以其高精度、远距离传输、抗干扰能力强等优点，在物理量测量领域得到了广泛的应用。
随着光学技术的不断发展，光纤传感器的性能会不断提升，应用领域也会不断拓展。
光纤传感器原理及应用
光纤传感器原理及应用
光纤传感器的工作原理主要包括干涉、散射、吸收和全反射等几种。
干涉原理是利用光纤的两束光之间的相位差来测量被测量物的物理量，如压力、温度等。
散射原理是通过测量光纤中散射光的强度或频率变化，来检测环境中的温度、压力、形变等物理量。
吸收原理则是利用被测量物的吸收光强度与被测量物的物理量之间的关系来进行测量。
全反射原理则是利用光在光纤中的全反射现象，在光纤的入射接口和出射接口之间进行光的传输及传播。
1.温度测量：光纤传感器可以通过测量光的波长或相位的变化来实现对温度的测量。
由于光纤传感器具有免疫电磁干扰、电气绝缘和高温耐受等特性，因此在高温环境下的温度测量应用中具有很大的优势。
2.压力测量：光纤传感器可以通过测量光纤中的散射光强度或频率变化来实现对压力的测量。
由于光纤传感器具有高灵敏度、高分辨率和长距离传输等特点，因此在工业领域中的压力测量应用中得到广泛应用。
3.拉伸和变形测量：光纤传感器可以通过测量光的相位变化来实现对材料的拉伸和变形的测量。
由于光纤传感器具有高精度、高灵敏度和高可靠性等特性，因此在结构健康监测和材料力学等领域得到广泛应用。
4.气体检测：光纤传感器可以通过测量光的吸收强度与被测气体浓度之间的关系来实现对气体浓度的测量。
由于光纤传感器具有快速响应、高灵敏度和易于集成等特点，因此在环境监测和化学分析等领域得到广泛应用。
总之，光纤传感器具有灵敏度高、稳定性好、反应速度快、抗电磁干扰等优点，具有广泛的应用前景。
随着光纤技术的不断发展和完善，光纤
传感器的应用将越来越广泛，将为现代化的科学研究、工业制造和环境监测等领域带来新的突破和发展。
光纤传感器的原理和应用
光纤传感器的原理和应用光纤传感器是一种利用光纤作为传感器的基础元件，通过光的波导和传输特性来感知和测量环境参数的器件。
它具有高灵敏度、宽测量范围、抗干扰能力强等特点，在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用。
本文将详细介绍光纤传感器的工作原理以及其在不同应用领域中的具体应用。
一、光纤传感器的工作原理光纤传感器的工作原理基于光的传输和波导特性。
它利用光纤的高折射率和内部的光波导效应，将入射的光信号沿着光纤进行传输，并通过测量光信号的改变来获得环境参数的相关信息。
1. 光纤传感器的结构光纤传感器由光纤、光源、检测器和信号处理器组成。
光源产生光信号，通过光纤传输到检测器上，检测器接收到光信号并转换为电信号，再经过信号处理器进行放大、滤波和数字化处理。
2. 光纤的传输特性光纤传感器利用光纤的传输特性进行环境参数测量。
一般来说，光纤的折射率会随着环境参数的变化而改变，例如温度、压力、应变等。
通过测量光信号在光纤中的传播时间、相位差、幅度变化等参数，可以确定环境参数的数值。
3. 光纤传感器的工作原理光纤传感器根据不同的测量原理可以分为多种类型，例如光纤布拉格光栅传感器、光纤衍射光栅传感器、光纤受限传感器等。
这些传感器利用光纤的特殊结构和波导特性，通过测量光信号的衰减、干涉、散射等变化来获得环境参数的相关信息。
二、光纤传感器的应用光纤传感器具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优势，在多个领域中得到了广泛的应用。
1. 工业应用光纤传感器在工业领域中被广泛应用于压力、温度、湿度等参数的测量。
例如，光纤布拉格光栅传感器可以用于监测桥梁、管道等结构的应变变化，以及测量机械设备中的应力分布情况。
光纤传感器还可以用于燃气、液体等介质的检测和监测。
2. 医疗应用光纤传感器在医疗领域中的应用较多，例如用于血氧饱和度监测、生物体内脉搏测量、呼吸检测等。
由于光纤传感器具有非接触式测量的特点，可以大大提高患者的舒适度和安全性。
3. 环境监测光纤传感器在环境监测中起到重要的作用。
一文深度了解光纤传感器的应用场景
一文深度了解光纤传感器的应用场景文| 传感器技术（WW_CGQJS）光纤传感器与测量技术是当今传感器技术领域新的发展引应用，其测量用的光纤传感器有很多种类，有很多种工作方式。
国内市场上光纤传感器应用主要在以下四种：光纤陀螺、光纤光栅传感器、光纤电流传感器和光纤水听器。
下面对这四种产品分别介绍一下。
光纤传感器应用种类一、光纤陀螺。
光纤陀螺按原理可分为干涉型、谐振型和布里渊型,这是三代光纤陀螺的代表.第一代干涉型光纤陀螺,目前该项技术已经成熟,适合进行批量生产和商品化;第二代谐振型光纤陀螺，暂时还处于实验室研究向实用化推进的发展阶段；第三代布里渊型，它还处于理论研究阶段.光纤陀螺结构根据所采用的光学元件有三种实现方法：小型分立元件系统、全光纤系统和集成光学元件系统。
目前分立光学元件技术已经基本退出，全光纤系统用在开环低精度、低成本的光纤陀螺中，集成光学器件陀螺由于其工艺简单、总体重复性好、成本低，所以在高精度光纤陀螺很受欢迎，是其主要实现方法。
二、光纤光栅传感器目前国内外传感器领域的研究热点之一光纤布拉格光栅传感器。
传统光纤传感器基本上可分为两种类型：光强型和干涉型。
光强型传感器的缺点在于光源不稳定，而且光纤损耗和探测器容易老化;干涉型传感器由于要求两路干涉光的光强同等，所以需要固定参考点而导致应用不方便.目前开发的以光纤布拉格光栅为主的光纤光栅传感器可以避免出现上面两种情况,其传感信号为波长调制、复用能力强.在建筑健康检测、冲击检测、形状控制和振动阻尼检测等应用中,光纤光栅传感器是最理想的灵敏元件.光纤光栅传感器在地球动力学、航天器、电力工业和化学传感中有广泛的应用。
三、光纤电流传感器电力工业的迅猛发展带动电力传输系统容量不断增加,运行电压等级也越来越高，电流也越来越大，这样测量起来就非常困难,这就显现出光纤电流传感器的优点了。
在电力系统中，传统的用来测量电流的传感器是以电磁感应为基础，这就存在以下缺点:它容易爆炸以至引起灾难性事故;大故障电流会造成铁芯磁饱和；铁芯发生共振效应；频率响应慢；测量精度低；信号易受干扰；体积重量大、价格昂贵等等，已经很难满足新一代数字电力网的发展需要。
光纤传感器的作用及应用
光纤传感器的作用及应用光纤传感器是一种利用光纤技术来感知和检测环境中的各种物理量的传感器。
它具有高灵敏度、快速响应、宽波长范围、不受电磁干扰等优点，因此在许多领域有很广泛的应用。
光纤传感器的作用是利用光纤的特性来实现对环境中物理量的实时监测和测试，例如温度、压力、形变、振动、流量、声音等。
使用光纤作为传感器的探头，当环境中的物理量发生变化时，会引起光纤的弯曲、拉伸、压缩等形变，从而改变光纤中的传输特性，通过对光信号的分析和处理，可以获得环境中物理量的相关信息。
光纤传感器的应用非常广泛。
下面主要介绍几个光纤传感器应用的领域。
1. 制造业：光纤传感器在制造业中广泛应用于质量控制和工艺监测。
例如在汽车制造中，可以利用光纤传感器实时监测零件的尺寸、压力、温度等信息，以确保产品质量和生产效率。
2. 医疗领域：光纤传感器在医疗领域中有着重要的应用。
例如可以利用光纤传感器监测病人的生命体征，如体温、血压、心率等，从而及时发现异常情况并采取相应的治疗措施。
3. 石油和天然气工业：在石油和天然气工业中，光纤传感器可以用于油井的监测和控制，例如实时监测油井的温度、压力、流量等参数，以优化油井的生产效率和延长井口的使用寿命。
4. 建筑工程：在建筑工程中，光纤传感器可以用来监测和预警结构的变形和振动，以确保建筑物的安全性。
例如可以利用光纤传感器实时监测桥梁、高楼大厦等建筑物的变形情况，并在出现异常时发出警报。
5. 环境监测：光纤传感器可以用于环境监测，例如大气污染监测、水质监测等。
通过利用光纤传感器对环境中的温度、湿度、气体浓度等参数进行实时监测，可以及时预警和控制环境污染。
除了以上几个领域，光纤传感器还应用于军事、航天、航空、能源等众多领域。
可以说，光纤传感器已经成为了21世纪的重要技术之一。
总结起来，光纤传感器通过利用光纤的特性实现对环境中物理量的实时监测和测试。
它在制造业、医疗领域、石油和天然气工业、建筑工程、环境监测等领域有着重要的应用，对保障安全、提高生产效率和保护环境起着重要作用。
光纤传感器的研究及应用
光纤传感器的研究及应用近年来，光纤传感器在工业、军事、医学、环保等领域中的应用越来越广泛。
它具有信号传输距离远、抗干扰性能好、可实现多参数测试等优点，特别适用于需要长距离远程监测的场合。
本文将探讨光纤传感器的研究及其应用。
一、光纤传感器的研究1. 光纤传感器的基本原理光纤传感器基于光纤传输的原理，能够通过测量光信号的损失、幅度或相位等变化来获取被监测的物理量信息。
传感器通常由光源、光纤和探测器组成，其中光源通常是激光器，光纤是通过改变反射或透射率来获取信号的介质，探测器则用于测量输入信号的变化。
光纤传感器的种类众多，其中包括一些比较常见的，如光纤微波传感器、光纤压力传感器、光纤温度传感器、光纤形变传感器等。
2. 光纤传感器的发展历程光纤传感器技术在上世纪五十年代末期即开始萌芽，当时研究的主要目的是为了提高通讯信号的传输质量。
从那时开始，随着电信业的不断发展以及国家安全、环境监测等领域中对长距离、高精度、多参数监测的需求，光纤传感器的应用范围也不断扩展。
光纤传感器的研究经历了光纤传感器产生、微弱光信号放大、光纤传感器产业化、光纤传感器多功能化等几个发展阶段，取得了许多重要成果。
二、光纤传感器的应用1. 工业应用在工业中，光纤传感器用于物质浓度、温度、压力、形变等参数的测量，可应用于自动化控制、工艺过程监测、质量检测等方面。
如利用光纤形变传感器进行船舶结构的实时监测，可帮助预防结构疲劳而导致的船舶事故；利用光纤传感器监测机械设备的电磁干扰等信息，可帮助实时分析设备异常情况，及时进行维护维修，提高生产效率和设备使用寿命。
2. 医疗应用在医学中，光纤传感器主要应用于激光手术、光学诊断、生物光学以及医学图像处理等领域。
如利用光纤温度传感器在激光切割术中测量切割点的温度，可帮助医生控制切割深度，提高手术安全性和成功率；利用光纤传感器在内窥镜下实现癌症早期检测，可帮助医生更精确地确定癌细胞的位置和范围，提高癌症治疗效果。
光纤传感器及应用
光纤传感器在智能电网中的应用
总结词
分布式监测、高精度、低成本
详细描述
光纤传感器利用分布式技术对电网中的电压、电流等参数进行实时监测，具有高精度和 低成本的特点，有助于提高智能电网的运行效率和稳定性。
传输距离远
光纤传感器利用光信号传输， 可以实现远距离的信号传输和
测量。
耐腐蚀、耐高温
光纤传感器具有很好的耐腐蚀 和耐高温性能，可以在恶劣的
环境下工作。
02 光纤传感器的应用领域
能源领域
石油和天然气
光纤传感器可以用于监测石油和 天然气管道、储罐和生产设施的 压力、温度和流量等参数，确保 安全和高效的能源传输与利用。
光纤传感器在医疗诊断中的应用
总结词
无损检测、高灵敏度、实时监测
VS
详细描述
光纤传感器在医疗诊断中主要用于生理参 数监测、组织病变检测等方面，具有无损 检测和高灵敏度的特点，能够实时监测患 者的生理状态，为医疗诊断提供重要依据 。
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环境监测领域
大气污染
光纤传感器可用于监测大气中的污染 物浓度，如二氧化硫、氮氧化物和颗 粒物等，为环境保护提供实时数据。
水质监测
光纤传感器可用于监测水体的pH值、 溶解氧、浊度和污染物浓度等参数， 保障水质安全。
医疗领域
生物医学
光纤传感器可以用于监测生物体内的生理参数，如血压、血糖和血氧饱和度等， 为医疗诊断和治疗提供重要信息。
03 光纤传感器的技术发展
光纤传感器的材料技术
光纤传感器的应用与发展趋势
光纤传感器的应用与发展趋势随着科技的不断发展，光纤传感器（Optical Fiber Sensor，OFS）已经成为了各种工业应用中不可或缺的技术。
光纤传感器是一种基于光波导原理的传感技术，其核心是利用光纤作为传感器来检测物理量的变化，如压力、温度、振动、应力等。
一、光纤传感器的基本原理在光纤传感器中，光纤作为传感器的中心部件。
通过引导光线在光纤内部反射反射，光信号可以传递无限长的距离。
当物理量发生变化时，如温度、压力、应力、形变等，会影响光线在光纤内的传播方式，从而改变光的强度、频率、相位等，这些变化被传感器捕捉并转化为电信号，最终被记录和分析。
二、光纤传感器的应用领域光纤传感器在许多工业领域中具有广泛的应用前景，其优点在于：1. 高灵敏度：响应速度快、精度高，通常可以检测当地物理量。
2. 长工作距离：信号可以在几千公里的光纤中进行传输，使其适用于大范围的应用。
3. 抗干扰能力强：因为基于光传输，光纤传感器不像电传感器一样受到电磁干扰的影响。
4. 可持续发展：光纤传感器不需要外部电源，而且非常节能。
基于这些优点，光纤传感器在下列领域中得到了极广泛的使用：1. 石油和天然气开采：在石油和天然气生产中，光纤传感器被广泛用于监测井下环境、油管、泵浦、高压容器等，在提高生产效率的同时保证了生产安全。
2. 航空航天：在机械、车辆和飞机的性能评估和监测方面，光纤传感器可以检测复杂的机械振动、温度、应力和机体变形变化。
3. 光学通讯：光纤传感器在光学通讯中被广泛用于测量光纤系数、反射率和损耗等参数的变化。
.4. 医疗设备：光纤传感器可以被应用于医疗设备，如结肠镜、心脏起搏器和血液监测装置。
在医疗检测领域，光纤传感器以其独特的优点，如劣化损耗和高灵敏度，可以提供精确、可再现和非侵入性的锁定。
三、光纤传感器的发展趋势尽管光纤传感器在应用领域中取得了巨大的成功，但是仍然存在一些挑战和发展机会。
未来光纤传感器的发展趋势包括以下几点：1. 集成化设计：未来光纤传感器将更加方便集成在各种机械设备中，并且集成设计可大大提高其可靠性和性能。
光纤传感器的原理和应用
光纤传感器的原理和应用光纤传感器是一种基于光纤技术的传感器，通过光纤的传输和延时特性来实现对物理量的测量和检测。
它具有高精度、快速响应、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
本文将介绍光纤传感器的基本原理和常见的应用场景。
一、光纤传感器的基本原理光纤传感器是利用光纤波导结构的特性来实现物理量的测量和检测。
光纤波导是一种能够将光信号传送的导光器件，其核心部分是由折射率高于外部包层的光纤芯构成。
基于光的干涉、散射、吸收等特性，光纤传感器能够实现对温度、压力、位移、浓度等多种物理量的测量。
1. 光纤干涉型传感器光纤干涉型传感器是利用光的干涉效应来测量物理量的一种传感器。
光信号在光纤中传播时，受到温度、应变等物理量的影响，使得光的相位发生改变。
通过测量光的相位差，可以确定物理量的大小。
常见的光纤干涉型传感器有光纤布拉格光栅传感器、光纤干涉仪传感器等。
2. 光纤散射型传感器光纤散射型传感器是利用光在光纤中的散射效应来测量物理量的一种传感器。
光信号在光纤中传输时，会与光纤中的杂质或结构缺陷散射，通过测量散射光的特性来推断物理量的变化。
常见的光纤散射型传感器有光时域反射计传感器、拉曼散射光纤传感器等。
3. 光纤吸收型传感器光纤吸收型传感器是利用光在光纤中的吸收效应来测量物理量的一种传感器。
光信号在光纤中传输时，会被光纤材料吸收，通过测量吸收光的强度来判断物理量的变化。
常见的光纤吸收型传感器有红外光纤传感器、光纤化学传感器等。
二、光纤传感器的应用领域光纤传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各个领域。
以下是几个典型的应用场景。
1. 工业自动化光纤传感器在工业自动化领域中，常用于测量温度、压力、液位等物理量，用于控制和监测生产过程。
例如，光纤温度传感器可以实时监测设备的温度变化，及时进行报警和控制；光纤压力传感器可以监测管道中的压力变化，用于流体控制和安全保护。
2. 医疗领域光纤传感器在医疗领域中，常用于生理参数的监测和诊断。
光纤传感器的原理和应用
光纤传感器的原理和应用光纤传感技术是指利用光纤作为传感元件来实现物理量的测量和控制。
光纤传感技术具有非常广阔的应用领域，如制造业、民用建筑、水利工程、医药、环境监测等领域，由于它具有高精度、高速度、免维护等特点，所以被广泛应用。
一、光纤传感器原理光纤传感器一般由光源、光纤、光束分布器、光电探测器、信号处理器等部分组成。
光源照射光纤时，产生一组又一组的光脉冲，光脉冲由光纤传输到光电探测器转化成电信号，再由信号处理器进行信号放大、滤波、计数处理，最后输出相应的测量值。
在光纤传感器中，光纤具有很好的传输光信号特性，使得它可以通过改变传输时光信号的某些特性，如光强、相位、偏振、频率等，来感测物理量的变化，从而实现物理量的测量。
光纤传感器的工作原理是利用光的传输特性，通过光学、光电或光机械转换，测量或控制某种物理量。
一般来说，光纤传感技术主要包括两类：依据光纤在用过程中光的改变而产生的变化，如光纤拉伸弯曲、温度、压力、应变等参数的变化，并利用光纤的光学、光电、光机械转换机制来实现测量和控制。
二、光纤传感器的应用光纤传感技术在实际应用中极其广泛，以下是其一些常见的使用场景。
1.温度测量:光纤传感器能够测量高温和低温，无论是室内还是户外，都可以使用这种传感器来测量温度。
温度型光纤传感器和温度变化导致的光学特性改变有关，并且可以针对不同的工作环境配置不同类型的传感器。
2.压力测量:光纤传感器同样能够测量压力变化，该技术主要利用压力引起的光学特性改变来测量压力。
光纤压力传感器的结构简单，使用方便，能够监测到各种类型的压力变化，并且可在高温、高压的环境下稳定运行。
3.应变测量:应变测量是光纤传感技术的一种常见应用。
在应变型传感器中，光纤通常被固定在被测物的表面，当物体发生应变时，光束分布器释放的光经过光纤时发生变化，这种变化可以通过光电转换成电信号输出。
4.光纤激光雷达:光纤传感技术在激光雷达中应用得非常广泛。
光纤激光雷达通过发射激光束，将激光束通过光纤传输到目标反射面上，利用激光的反射光回传光纤，最终通过信号的分析能够得出目标距离、方位、高度等信息。
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彭军.传感器与检测技术[M].西安:电子 科技大学出版社,2003.11.
光纤传感器在石油领域的应用
3
光纤流量传感器
李前萌,高占武,白海军.光纤传感器在 石油领域中的进展[J],2004(04):1.
石油工业中被测量体化学性 质复杂，流动状态多种多样 ，再加上工作现场条件十分 恶劣，很难进行测量。光纤 流量传感器具有灵敏度高、 动态范围大、耐高温高压、 抗电磁干扰等优点，比其它 流量传感器有明显优势，在 石油工业中发挥极重要作用 。
光纤传感器在土木工程中的 应用主要体现在：①监控结 构的应用与变形；②对结构 开裂进行检测；③对大体积 混凝土测温；④组成传感器 网络，遥控监测结构性能； ⑤结构安全预示报警。我国 已将光纤传感材料用于三峡 大坝和部分桥梁的健康检测
光纤传感器在土木工程中的应用
8
分布式光纤应力监测系统
光纤传感器在环境监控中的应用
颜若颖，王月香，李淑悦.光纤传感器的应用[J].科技广场,2005（10）:118~120.
谢谢观赏
在大气测量方面，光纤传 感器可以用来检测氧分压 和二氧化碳分压；采用单 根光纤制成的消失波传感 器可以直接在甲烷3.39微 米强吸收带进行吸光—浓 度的检测，其检测限度可 达1%的甲烷浓度，采用红 外光纤其灵敏度与稳定性 将进一步提高。
光纤传感器在电力系统中的应用
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由于电类传感器易受强电磁 场的干扰，在这种场合测试 温度、电流等参数就需要用 光纤传感器，当光信息在光 纤中传输时，不会与电磁场 发生作用，因此在电类系统 得到广泛应用。
供应电力用光纤温度传感器
颜若颖，王月香，李淑悦.光纤传感器 的应用[J].科技广场,2005（10）:118~ 120.
光纤传感器的发展动态与研究方向
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问题
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
研究方向
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 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 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
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对水质进行方便、可靠、连 续、现场监控或遥测，使用 光纤传感器是非常理想的。 利用不同的技术可以制出光 纤PH传感器、光纤离子传感 器、光纤化合物传感器、光 纤浊度传感器等，可对水质 进行检测。
水质光纤传感器
光纤传感器在环境监控中的应用
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矿用光纤瓦斯气体传感器
程本同,张振峰,刘激扬.传感器在环境监控 中的应用[J].传感器技术,2000,(01):1-4.
光纤传感器在军事领域的应用
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声纳是现代反潜战中的主要 探测手段，利用光纤声纳阵 可探测水下敌方的潜艇。目 前，光纤声纳阵已处于现场 实验阶段，不久将来将成为 现代反潜战的重要探测、定 位手段。
光纤声纳阵
王静端.光纤传感器在军事上的应用[J].信 息化研究,2010,(05):1~2.
光纤传感器在军事领域的应用
光纤传感器的应用
作者：马哲 学号：20151796
光纤传感器
2
分类
功能型 光纤既是传光元件也是 敏感元件 非功能性 光纤只是传光元件
特点
高灵敏度，抗电磁干扰 频带宽、动态范围大 可根据实际需要做成各 种形状 便于与计算机和光纤系 统相连，易于实现系统 的遥测和控制 结构简单、体积小、质 量轻、耗能小
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中，它在测量导弹的 姿态、实现制导、控制和目 标跟踪中占有极其重要地位 ，它对提高制导武器的制导 精度起着极为重要的作用， 甚至可以说起着关键性和决 定性作用。在上个世纪末， 光纤陀螺仪已投入部队使用 。
光纤传感器在医学中的应用
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医用光纤传感器
孙素梅,陈洪耀.光纤传感器的基本原理及在 医学上的应用[J].中国医学物理学杂志,200 8,(09):846-850.
光纤传感器在观察体内器官 、传递形态学检查图像中起 到重要作用。目前，医用光 纤传感器的研究与应用正受 到广泛重视，种类也日趋繁 多，功能和质量也不断完善 ，从而越来越显示出光纤传 感技术在医学应用的广泛前 景。
光纤传感器在土木工程中的应用
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专用于混凝土的光纤传感器
程豪.光纤传感器的发展及其在建筑工程等方面 的应用[J].建材技术,2010,(112):12-14.