一、傳感器的概念及優(yōu)點(diǎn)

1、傳感器的概念

傳感器是把一個(gè)物理量、電氣量或其他量的絕對(duì)值或其變化轉(zhuǎn)換成一個(gè)可以通過觀察或由儀器輸出信號(hào)的器件、設(shè)備或系統(tǒng)?？梢愿袘?yīng)到的參量有如：溫度、壓力、應(yīng)變、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)、光和輻射、電、磁、聲、氣體和化學(xué)品、周圍物體等。

幾乎材料所有的物理特性，能在某些激勵(lì)下產(chǎn)生變化，都可用于構(gòu)成傳感器。廣泛使用的傳感器包括：電阻、電感、電容、半導(dǎo)體、光電、壓電、機(jī)械和MEMS等。

2、光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)

電氣絕緣;

抗電磁干擾;

沒有對(duì)電力的需要;

固有安全性;

能用于許多特殊工作環(huán)境;

能進(jìn)行遠(yuǎn)程和多通道復(fù)用操作;

體積小，重量輕;

集成遙測(cè)，光纖本身是數(shù)據(jù)傳輸通道;

寬的帶寬;

高靈敏度。

二、光纖傳感器原理元件及系統(tǒng)

1、光纖傳感器基本類型

光纖傳感器有兩個(gè)基本類型：

（a）本征（功能）型光纖傳感器，感應(yīng)信號(hào)由光纖本身產(chǎn)生;

（b）非本征（導(dǎo)光）型光纖傳感器，需要外加傳感器提供感應(yīng)信號(hào)，光纖用作光信號(hào)傳輸。

2、光纖傳感器的類型

（a）本征（功能）型光纖傳感器

光纖陀螺儀、光纖光柵、光纖干涉?zhèn)鞲衅鳌⑽澒饫w傳感器、黑體傳感器。

（b）非本征（導(dǎo)光）型傳感器

光時(shí)域反射計(jì)、光頻域反射計(jì)、法布里-珀羅干涉儀、全內(nèi)反射傳感器、光柵傳感器、熒光傳感器、吸收傳感器、多點(diǎn)式傳感器WDM系統(tǒng)。

三、光纖傳感器應(yīng)用

1、光纖傳感器的分類

光纖傳感器按其響應(yīng)的環(huán)境參量分類：

 溫度光纖傳感器、壓力光纖傳感器、聲學(xué)光纖傳感器（如水聽器）、應(yīng)變光纖傳感器、位移光纖傳感器、旋轉(zhuǎn)光纖傳感器（如光纖陀螺）、振動(dòng)光纖傳感器電，磁光纖傳感器（如電流光纖互感器）、氣體和化學(xué)光纖傳感器、生物和醫(yī)學(xué)光纖傳感器。

 2、光纖傳感器的應(yīng)用

石油和天然氣：油藏監(jiān)測(cè)井下的P/T傳感、地震陣列、能源工業(yè)、發(fā)電廠、鍋爐及蒸汽渦輪機(jī)、電力電纜、渦輪機(jī)運(yùn)輸、煉油廠；

航空航天：噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)身；

民用基礎(chǔ)建設(shè)：橋梁、大壩、道路、隧道、滑坡；

交通運(yùn)輸：鐵路監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)中的重量、運(yùn)輸安全；

生物醫(yī)學(xué)：醫(yī)用溫度壓力、顱內(nèi)壓測(cè)量、微創(chuàng)手術(shù)、一次性探頭。

 四、光纖布拉格光柵（FBG）

采用位相掩模制造FBG

纖芯是共摻硼和本征光敏的，無需載氫。纖芯的尺寸是與通信光纖兼容的。采用此光纖，1nm寬和15mm長(zhǎng)的透射光柵可以在幾分鐘內(nèi)被準(zhǔn)分子激光脈沖（10Hz，0.5J/cm2，248nm）寫入。

現(xiàn)在我們處在信息時(shí)代，建設(shè)智能社會(huì)需要先進(jìn)的傳感系統(tǒng)！光纖傳感是傳感器家族中一員新秀，前程尚難以估量。當(dāng)前光纖傳感器市場(chǎng)是零散的，但多數(shù)應(yīng)用具有共同的技術(shù)基礎(chǔ)，許多器件和系統(tǒng)已進(jìn)入商用階段，市場(chǎng)份額逐年擴(kuò)大。市場(chǎng)已從2009年的衰退開始復(fù)蘇，普遍的共識(shí)是年增長(zhǎng)率將在10％至25％的范圍內(nèi)。推動(dòng)光纖傳感器增長(zhǎng)的主要因素為：

對(duì)石油和天然氣日益增長(zhǎng)的需求；

迫切探求替代能源；

建立高度周邊和國土安全；

智能基礎(chǔ)設(shè)施；

政府支援撥款。

發(fā)展光纖傳感器的挑戰(zhàn)因素有：

非光子技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)（MEMS，無線等）；

盡快對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定；

成本因子。

五、全球宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境

與傳統(tǒng)的機(jī)電和電子傳感器相比，光纖傳感器有著一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。尤其是分布式光纖傳感器在大型建筑工程、橋梁隧道、鐵道公路、油氣管道、結(jié)構(gòu)健康管理（監(jiān)控）（SHM）等方面的應(yīng)用幾乎是獨(dú)一無二的，是其他類型傳感器無法比擬的。從目前光纖傳感器已取得的成就來看，未來光纖傳感器應(yīng)用規(guī)模恐怕尚無法估量。

眾所周知，光纖通信在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，幾乎完全戰(zhàn)勝了傳統(tǒng)的銅線通信。其實(shí)對(duì)光纖來說，目前只是開發(fā)和利用了石英光纖優(yōu)良的傳光特性。而光纖傳感器不僅利用光纖的傳光特性，更利用了光纖對(duì)環(huán)境參數(shù)的敏感特性。其實(shí)，光纖還有許多特性正在利用或尚未利用，例如光纖放大器、光纖激光器、光纖功率傳輸、光纖信號(hào)處理。

毫無疑問，完全可以相信繼光纖通信后，光纖傳感器將是光纖技術(shù)領(lǐng)域又一新興產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起，并且相信未來將會(huì)有更多的光纖新興產(chǎn)業(yè)出土、開花、結(jié)果。中國今天在光纖和光纖通信方面已為世人所矚目，那么讓我們海峽兩岸中華兒女再接再厲抓住難得的機(jī)遇，沿著光纖之父的光輝足跡，在更多更廣的光纖領(lǐng)域再立新功！