光纤传感技术课程心得.doc

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。为了将被测参量转换为光信号参数的变化就需要调制，调制方法主要包括强度调制、相位调制、频率调制、波长调制。其中需要注意的是，光纤传感器只能直接识别光强的变化。将被测参量转换为光信号参数的变化后，为了获取被测参量，需要进行解调，解调原理和调制原理刚好相反。在我们获得被测参量的信号后，可以进行相应的处理以获得我们需要的信号。随着传感技术的发展，现有的传感网技术已不能满足社会发展的需求，工业对传感单元及网络提出了更高的要求大容量、灵活性等。光纤传感网络由于具有现场无源、传输速度快、抗干扰能力强等优点，光纤传感网络能够更好的满足精细农业、小区安全监控、目标定位监测、森林火灾监控、地震监测等要求。由于在某些方面光纤传感器相对电类传感器具有非常明显的优点，大量的建筑、生产设备都积极采用光纤传感器。比如在煤矿作业中经常存在着瓦斯，电类传感器很难满足这样的恶劣工作环境。而光纤传感器由于具有本质防爆等特性，非常适合于这样的环境，光纤传感器在煤矿监测的应用有助于我国煤矿现代化的建设，也有助于减少我国煤矿相关事故，减少了不必要的人员牺牲和经济损失。光纤传感器在石油化工、国家战略储备油库监控和核设施监控中也发挥着重要的作用。在高温监控中光纤传感器也有着非常大的作用，传统的热电阻、热敏电阻、热电偶虽然可以监测温度，但很难监测上千度的高温，而采用蓝宝石光纤则可以很容易地监测高温，这对于铸造业、化工业是一个福音，但是目前国内无法生产蓝宝石光纤，而从国外购买却价格非常昂贵，严重限制了其广泛应用。同时光纤传感器在各种桥梁安全监测、隧道火灾监测、山体滑坡监测、高速铁路轮轴计数系统、电力行业、光纤传感物联网中都得到了大量的应用。在本次课程的学习中，我进一步了解了光纤传感器的工作原理、优缺点、以及光纤传感器在现代工农业中的应用。光纤传感器在各种恶劣的环境煤矿、隧道、高温监测中的成功应用给我留下了深刻的影响，同时我还对院士总是亲自去每一个施工现场、身先士卒、刻苦科研的精神表示深深的敬佩，使我了解到仅仅通过书籍资料，他