時間:2023-07-04 10:00:42來源:21ic電子網
由于光纖傳感器及技術具有較其它傳感器無法比擬的特點,所以近幾年來,光纖傳感器與測量技術發展成為儀器儀表領域新的發展方向,而新型光纖傳感器不外乎有以下特點:光纖傳感器具有優良的傳光性能,傳光損耗很小,目前損耗能達到≤0。2dB/km的水平。光纖傳感器頻帶寬,可進行超高速測量,靈敏度和線性度好。光纖傳感器體積很小,重量輕,能在惡劣環境下進行非接觸式、非破壞性以及遠距離測量。還具有靈敏度高、可靠性好、原材料硅資源韋富、抗電磁干擾,抗腐蝕、耐高壓、電絕緣性能好、可繞曲、防爆、頻帶寬、損耗低等特點。同時,它還便于與計算機相連,實現智能化和遠距離監控。對傳統的傳感器起到擴展提高的作用,不少情況下能夠完成前者很難完成甚至不能完成的仟務。正是由于光纖傳感器具有許多獨特優勢,可以解決許多傳統傳感器無法解決的問題,故自從它問世以來,就被廣泛應用于醫療、交通、電力、機械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各個領域。
光纖液位傳感器,基于全內反射原理,可以設計成光纖液位傳感器。光纖液位傳感器由以下三部分組成:接觸液體后光反射量的檢測器件即光敏感元件;傳輸光信號的雙芯光纖;發光、受光和信號處理的接收裝置。這種傳感器的敏感元件和傳輸信號的光纖均由玻璃纖維構成,故有絕緣性能好和抗電磁噪聲等優點。
光纖液位傳感器的發光器件射出來的光通過傳輸光纖送到敏感元件,在敏感元件的球面上,有一部分透過,而其余的光被反射回來。當敏感元件與液體相接觸時,與空氣接觸相比,球面部的光透射量增大,而反射量減少。因此,由反射光量即可知道敏感元件是否接觸液體。反射光量決定于敏感元件玻璃的折射率和被測定物質的折射率。被測物質的折射率越大,反射光量越小。來自敏感元件的反射光,通過傳輸光纖由受光器件的光電晶體管進行光電轉換后輸出。敏感元件的反射光量的變化,若以空氣的光量為基準,在水中則為-6-—7dB,在油中為-25—30dB。可對反射光量差別很大的水和油等進行物質判別。
分布式溫度傳感監測,電廠與變電站電纜橋架、電纜隧道、電纜夾層、電纜溝、電纜豎井、開關設備、變壓器、電阻排等電力設備在長期的高壓中常因發熱而老化引起火災,經過多年來火災調查研究發現,大多數的火災事故都是由于溫度過高引起的。如果能夠在火災潛伏期溫度緩慢的上升過程中就能即時發現火災隱患并采取相應措施,無疑是最佳的防范時機。
傳統形式的火災探測系統其傳感部件通常是電磁式元件,而在電力行業的應用場合,設備上都有著高壓,它的周圍有很強的電磁干擾,導致傳統的探測器誤報、漏報時常發生。
分布式光纖測溫傳感技術是目前國際上最先進的測溫技術。DTS分布式光纖溫度傳感器系統,能在整個連續的光纖上,以距離的連續函數形式,測量和顯示出光纖上各點的溫度值。這種技術只需一根光纖就可以測量十公里距離的溫度。對于電力系統的溫度監測,分布式光纖溫度傳感系統是一種十分有效的監測設備。它基于目前最先進的光纖、激光和信號處理技術。采用光纖作為溫度信息采集的傳感器。通過測量入射激光在光纖中不同距離處產生的散射波,測知沿光纖分布的各點的實時溫度信息。該系統專門應用于區域(多點、線性、面型)測溫,并可以實現對溫度引起的過熱、過冷、火情隱患等進行預判和報警。
綜上所述,光纖傳感技術可以整體解決電力行業各個環節從安全防范至安全生產的綜合安全監控,得到電力行業的廣泛重視,并開始被廣泛應用。
光纖傳感器在橋梁健康監測中的應用,隨著工業與交通運輸的發展,橋梁對交通運輸的發展具有重大影響,橋梁的跨度增加以及結構的復雜趨勢,使得其安全隱患受到大家更多的關注,因此我們需要對橋梁進行更好的健康監測。橋梁的健康監測實際上是通過對橋梁結構的無損檢測、實時監測橋梁的整體結構,對其損傷位置和程度進行診斷,為橋梁的維修以及管理提供幫助。
隨著光纖傳感技術用于復合材料的發展,把光纖傳感系統埋入水泥結構形成能夠感知應力和斷裂損傷的能力。光纖傳感器因為具有質量輕,結構小,信息量大,不受電磁干擾,容易埋入結構等優點,可以對橋梁進行實時的監測和控制,從而實現對橋梁結構健康監測的目的。目前,最廣泛使用的是光纖光柵型傳感器,是橋梁健康監測系統的重要工具之一。
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