傳感器調研報告

第1篇 光纖傳感器市場調研報告

纖傳感器的分類

光纖傳感器具有多種分類方式，根據傳感原理可分為功能型傳感器和非功能型傳感器。功能型光纖傳感器也叫傳感型光纖傳感器，光纖直接作為敏感元件；非功能型光纖傳感器也叫傳光型光纖傳感器，光纖只作為傳輸光信號的媒介，需要利用其它的光敏元件來感知外界環(huán)境的變化。

纖傳感技術的發(fā)展

型光纖傳感器

當環(huán)境介質的折射率發(fā)生變化（如振動或溫度變化等引起），傳感光纖經過此處時的光波相位會發(fā)生變化。對傳感光纖中的相干光進行相位調制，檢測段處就可以觀察到外界環(huán)境變化帶來的干涉結果的變化，這就是干涉型光纖傳感器的工作原理。目前最常用的干涉型光纖傳感器有：邁克爾遜（michelson）干涉型光纖傳感器、馬赫-曾德（mach-zehnder）干涉型光纖傳感器、法布里-珀羅（fabry-perot干涉型光纖傳感器、薩格納克（sagnac）干涉型光纖傳感器。

與傳統(tǒng)光纖干涉儀傳感器相比，全光纖m-z干涉_傳感器的結構更為簡單。在同一根光纖上制作兩個相隔一定距離的光纖結構，使不同模式之間形成干涉，構成光纖內的m-z干涉儀，因不需要耦合器，具有制作簡單，成本低，尺寸小，靈敏度和穩(wěn)定性高等顯著的優(yōu)點。

hu liang等人[一段液體填充的光子晶體光纖熔接到單模光纖上，構成了一種m-z干涉儀，其溫度和力傳感的靈敏度分別為m/°c和-nm/n。hui ding等人[過在單模光纖尾端熔接一小段光子晶體光纖，制成一種光纖f-p型溫度傳感器，在°c范圍內溫度響應靈敏度達到-/°c。

光纖光柵傳感器

根據光纖光柵周期的長短，將光柵分為光纖布拉格光柵和長周期光纖光柵。光纖布拉格光柵的光譜是向前傳輸的光與反射回來的光，即傳輸方向相反的模式之間發(fā)生耦合。長周期光纖光柵的光譜是同向傳輸的纖芯基模與包層中的高階模之間的耦合，因而也叫透射光柵。光纖光柵的布拉格波長可以表示為，有效折射率neff和柵格周期？撰受溫度和應變的影響，布拉格波長會隨溫度？姿beagg=ff？撰和應變的變化產生漂移，這就是光纖光柵傳感器的原理

yan feng等人[作了光纖光柵溫度傳感器，實驗表明在度段，溫度響應靈敏度為°c。_inpu zhang等人[用多模光纖光柵多峰的特點，解決了在光纖傳感領域一直困擾大家的溫度、折射率等多物理量的交叉敏感問題。

光纖spr傳感器

光纖表面等離子體共振（surface plasmon resonance，spr）傳感器是一種將光纖作為激發(fā)spr效應基體的新型傳感器。傳統(tǒng)光纖spr傳感方式主要有在線傳輸式和終端反射式，光纖傳輸模式的能量基本集中在纖芯區(qū)域，為保證 spr效應的產生，無論采用哪種方式，都需要去除其部分包層，在纖芯表面鍍上金屬薄膜。利用光在纖芯-包層界面發(fā)生全內反射時產生的spr效應，通過傳輸損耗譜的峰值變化來分析待測樣品的參數變化。

紀代，新型光子晶體光纖（photonic crystal fiber，pcf）[開始進入科研人員的視野。hassani 等人提出了兩種基于pcf的spr傳感器[在 pcf的第二層空氣孔內壁鍍上金屬膜?？諝饪字刑畛涞拇郎y液體與金屬膜激發(fā)的表面等離子體模式發(fā)生耦合，仿真結果表明這種傳感器的分辨率能達到u。

纖傳感器的應用

由于具有體積小、質量輕、靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣性好、抗電磁干擾等諸多優(yōu)點，光纖傳感器已經在很多領域被廣泛應用。

工程中的應用

光纖傳感器能對鋼筋混凝土結構進行無損傷實時監(jiān)測，因此光纖溫度、壓力傳感器被廣泛應用于橋梁，隧道的裂縫、錯層以及水利大壩的滲漏和邊坡變形監(jiān)測，從而及時發(fā)現并排除安全隱患。

系統(tǒng)中的應用

我國地域廣闊，各地地理環(huán)境和溫度差異很大，光纖電流傳感器和電功率傳感器形成陣列網格排列，對錯綜復雜的線路實現分布式監(jiān)控，監(jiān)測電力傳輸網絡中的溫度、電壓和電流等參數，保證電力傳輸的穩(wěn)定性以及安全性。

工業(yè)生產中的應用

光纖傳感器的耐水性、電絕緣性好，耐腐蝕、抗電磁干擾，特別適合在易燃易爆及強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用，因此可以應用于煤礦生產中的井下氣體濃度監(jiān)測及油氣井開采過程中油、水、氣等生產參數的動態(tài)檢測。

醫(yī)學中的應用

光纖傳感器有不受射頻和微波的干擾，絕緣性好等優(yōu)點，同時對生物體有著良好的親和性，因此光纖溫度、壓力傳感器被應用于生物醫(yī)學等領域的ph值測量、血液流速測量、醫(yī)用圖像傳輸等方面。