光纤传感器的在测量技术中有哪些典型应用(光纤传感器的在测量技术中有哪些典型应用方法)

  由于光纤传感器及技术具有较其它传感器无法比拟的特点,所以近几年来,光纤传感器与测量技术发展成为仪器仪表领域新的发展方向,而新型光纤传感器不外乎有以下特点:光纤传感器具有优良的传光性能,传光损耗很小,目前损耗能达到≤0。2dB/km的水平。光纤传感器频带宽,可进行超高速测量,灵敏度和线性度好。光纤传感器体积很小,重量轻,能在恶劣环境下进行非接触式、非破坏性以及远距离测量。还具有灵敏度高、可靠性好、原材料硅资源韦富、抗电磁干扰,抗腐蚀、耐高压、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等特点。同时,它还便于与计算机相连,实现智能化和远距离监控。对传统的传感器起到扩展提高的作用,不少情况下能够完成前者很难完成甚至不能完成的仟务。正是由于光纤传感器具有许多独特优势,可以解决许多传统传感器无法解决的问题,故自从它问世以来,就被广泛应用于医疗、交通、电力、机械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各个领域。

  光纤液位传感器,基于全内反射原理,可以设计成光纤液位传感器。光纤液位传感器由以下三部分组成:接触液体后光反射量的检测器件即光敏感元件;传输光信号的双芯光纤;发光、受光和信号处理的接收装置。这种传感器的敏感元件和传输信号的光纤均由玻璃纤维构成,故有绝缘性能好和抗电磁噪声等优点。

  光纤液位传感器的发光器件射出来的光通过传输光纤送到敏感元件,在敏感元件的球面上,有一部分透过,而其余的光被反射回来。当敏感元件与液体相接触时,与空气接触相比,球面部的光透射量增大,而反射量减少。因此,由反射光量即可知道敏感元件是否接触液体。反射光量决定于敏感元件玻璃的折射率和被测定物质的折射率。被测物质的折射率越大,反射光量越小。来自敏感元件的反射光,通过传输光纤由受光器件的光电晶体管进行光电转换后输出。敏感元件的反射光量的变化,若以空气的光量为基准,在水中则为-6-—7dB,在油中为-25—30dB。可对反射光量差别很大的水和油等进行物质判别。

  分布式温度传感监测,电厂与变电站电缆桥架、电缆隧道、电缆夹层、电缆沟、电缆竖井、开关设备、变压器、电阻排等电力设备在长期的高压中常因发热而老化引起火灾,经过多年来火灾调查研究发现,大多数的火灾事故都是由于温度过高引起的。如果能够在火灾潜伏期温度缓慢的上升过程中就能即时发现火灾隐患并采取相应措施,无疑是最佳的防范时机。

  传统形式的火灾探测系统其传感部件通常是电磁式元件,而在电力行业的应用场合,设备上都有着高压,它的周围有很强的电磁干扰,导致传统的探测器误报、漏报时常发生。

  分布式光纤测温传感技术是目前国际上最先进的测温技术。DTS分布式光纤温度传感器系统,能在整个连续的光纤上,以距离的连续函数形式,测量和显示出光纤上各点的温度值。这种技术只需一根光纤就可以测量十公里距离的温度。对于电力系统的温度监测,分布式光纤温度传感系统是一种十分有效的监测设备。它基于目前最先进的光纤、激光和信号处理技术。采用光纤作为温度信息采集的传感器。通过测量入射激光在光纤中不同距离处产生的散射波,测知沿光纤分布的各点的实时温度信息。该系统专门应用于区域(多点、线性、面型)测温,并可以实现对温度引起的过热、过冷、火情隐患等进行预判和报警。

  综上所述,光纤传感技术可以整体解决电力行业各个环节从安全防范至安全生产的综合安全监控,得到电力行业的广泛重视,并开始被广泛应用。

  光纤传感器在桥梁健康监测中的应用,随着工业与交通运输的发展,桥梁对交通运输的发展具有重大影响,桥梁的跨度增加以及结构的复杂趋势,使得其安全隐患受到大家更多的关注,因此我们需要对桥梁进行更好的健康监测。桥梁的健康监测实际上是通过对桥梁结构的无损检测、实时监测桥梁的整体结构,对其损伤位置和程度进行诊断,为桥梁的维修以及管理提供帮助。

  随着光纤传感技术用于复合材料的发展,把光纤传感系统埋入水泥结构形成能够感知应力和断裂损伤的能力。光纤传感器因为具有质量轻,结构小,信息量大,不受电磁干扰,容易埋入结构等优点,可以对桥梁进行实时的监测和控制,从而实现对桥梁结构健康监测的目的。目前,最广泛使用的是光纤光栅型传感器,是桥梁健康监测系统的重要工具之一。

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