光纤传感器

2018-03-06 15:31:40

来源:互联网

一、光纤传感器

光纤传感器是一种新型的传感器。自问世以来,经过几十年的发展已经成为传感器技术的一个新兴的重要分支。光纤传感器具有体积小、防爆、对电绝缘、抗电磁干扰、精度高、可靠性高、环境适应性好,且在单根光纤上可以布置多个针对不同参数的测量光纤传感器形成分布式传感器的特点,实现一线多点,无缘多场的实时状态测量。并且随着光纤传感器技术的迅速发展,已经能够实现温度、压力、位移、速度、加速度、气敏等各类传感器产品。因此,在许多工业领域获得了广泛的应用,特别是在大型桥梁、大坝、核电工程等工程领域的安全监测方面已经取得了显著的社会和经济效益。

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二、光纤传感监测系统
光纤传感监测系统采用新一代的光学传感技术,具有测量精度高、抗电磁干扰、分布式传感、本征无源防爆、信号传输距离远、抗腐蚀、抗疲劳特性等诸多优点,适合各种恶劣复杂环境的实时在线监测。
光纤传感监测系统能够实现温度、力、位移、速度、压力、气敏等多种物理量的测量。可以采用串联和并联等多种方式进行分布式复用。满足了当前多参量、大容量、分布式、实时在线监测的要求,大大提高了数据采集的可靠性和监测系统的易维护性。
光纤传感监测系统通过对海量传感信息的存储及有效信息提取、多元信息的融合、存储方法的研究。一方面确保了评估需要信息不丢失,另一方面通过数据挖掘提取有用信息,实现对结构健康状况的智能化评估和分析。

三、光纤传感监测系统行业应用方案
1、土木工程结构健康监测系统

桥梁、大坝、隧道、大跨度空间结构、海洋平台、石油输送管道、边坡等大型土木工程结构在使用过程中受到环境荷载作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等灾变因素的耦合作用,结构不可避免地产生损伤累计和抗力衰减,从而抵抗自然灾害的能力下降,甚至引发灾难性的突发事故,直接会造成重大的人员伤亡和经济损失。因此,对这些大型结构进行长期健康监测非常必要。采用土木工程结构健康监测系统通过稳定性好耐久性强的光纤光栅传感对结构的重要位置进行监测,为其科学管理和使用提供依据。
应用范围:
1)水利水工、隧道安全监测;
2)滑坡、泥石流等地质灾害监测;
3)会展中心、体育场馆等大跨建(构)筑物健康监测;
4)桥梁结构安全监测。
2、电力行业温度监测
由于光纤光栅传感器不受任何强电磁场的影响,所以特别适合用于各类中高压电力设备、变电站系统、中高压电缆实时在线温度监测,刀闸、开关柜、电缆隧道、电缆井、电缆夹层、变电站在线温度探测。整个温度传感网络由光纤组成,光纤传感器监测与光纤信号传输完全是无电的,其优良的绝缘性能,不引雷,及时收到雷电系统也能正常工作。通过局域网、internet网及MIS系统连接,实现电力安全生产和运行提供方便、直接、安全、准确的监测;
3、隧道、石化、大型掩体的火灾消防
作为无电探测的光纤光栅传感器(探头)是无源光器件、本征非常安全,不仅可以代替各类传统的火灾感温探测技术,用于核电站、城市地铁隧道、公路及铁路长距离隧道、电缆隧道、重要建筑等场所,传感器在施工中和运行中无须动火、动电,非常适合应用在各种石化储油、储汽罐、易燃易爆品库等重要场所,通过传感器对监控场所绝对温度和温度变化的实时监测,可以将各类火灾隐患扼杀在萌芽状态。
应用范围:
1)隧道火灾监测
2)石化储备火灾监测
4、大型机械装备健康监测系统
大型起重机械,万吨级船舶、风力发电机、大型发电机、航空飞机等大型机械装备和国家的经济建设息息相关。通常大型机械装备的检测技术是通过人工目测检测或者借助便携式仪器测量对其的安全状况进行评估。这导致对长期使用健康分析和突发状况对机械的影响无法及时做出评估。同时机械装备损伤过程是一个多参数复杂场耦合的过程,无法通过一个人或者一种参数对其做出完全的监测。光纤光栅传感器能够实现温度,应变、加速度、位移、倾角、压力等多参量的测量,满足了大型机械监测多参量、大容量、分布式、实时在线监测的要求,大大提高了数据采集的可靠性和监测系统的易维护性。

 
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  • 传感器