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维普资讯 2004年第 8期 煤 矿 机 械 ·9 · 文章编号 ：1003．0794(2004)08-0009-02 光纤传感器的应用和发屡 马天兵 。杜 菲 ， (安徽理工大学，安徽 淮南 232001) 摘 要：主要阐述 了光纤传感器的原理、特点及国内外的发展情况，介绍了在实际测量中的一 些具体应用。提 出了我 国光纤传感器存在的问题 ，指 出了今后发展的方向，为光纤传感器 的深入研 究提供了有益的参考。 关键词：光纤传感器 ；测量精度 ；传感技术 中图号 ：TN253 文献标识码 ：A 1 前 言 探测的光纤传感器、用于航空监测的光纤传感器、光 自20世纪 70年代 以来，光纤传感器取得 了飞 纤陀螺、用于核辐射检测的光纤传感器等。这些研 速发展。由于它独特的优点，决定了可实现某些特 究都分别 由美 国空军、海 军、陆军和 国家宇航 局 殊条件下的测量工作，比常规检测技术具有诸多优 (NASA)的有关部门负责 ，并得到许多大公司的资 势，是传感技术发展的一个主导方向。光纤传感技 助。美国也是最早将光纤传感器用于民用领域的国 术代表了新一代传感器的发展趋势。光纤传感器产 家。如运用光纤传感器监测 电力系统的电流、电压、 业 已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产 温度等重要参数，监测桥梁和重要建筑物 的应力变 业之一 ，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、 化，检测肉类和食品的细菌和病毒等。 日本和西欧 市场前景广等特点为世人所瞩 目。 各国也高度重视并投入大量经费开展光纤传感器的 2 光纤传感器 的原理 研究与开发。日本在 20世纪 80年代便制定 了 “光 光纤传感器通常由光源、传输光纤 、传感元件或 控系统应用计划”，该计划 旨在将光纤传感器用于大 调制区、光检测等部分组成。众所周知，描述光波特 型电厂，以解决强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境 征的参量很多(如光强、波长、振幅、相位、偏振态和 中的信息测量、传输和生产过程的控制。2O世纪 9o 模式分布等)。这些参量在光纤传输 中都可能会受 年代 ，由东芝、日本 电气等 15家公司和研究机构，研 外界影响而发生改变 ，特别如温度、压力、加速度、电 究开发出 12种具有一流水平的民用光纤传感器。 压、电流、位移、振动、转动、弯曲、应变以及化学量和 西欧各国的大型企业和公司也积极参与了光纤传感 生物化学量等对光路产生影响时，都会使这些参量 器的研发和市场竞争，其中包括英 国的标准电讯公 发生相应变化。光纤传感器就是根据这些参量随外 司、法国的汤姆逊公司和德国的西门子公司等。 界因素的变化关系来检测各相应物理量 的大小。 我国在 20世纪70年代末就开始了光纤传感器 光纤传感器与传统传感器相 比有其独特的优 的研究，其起步时间与国际相差不远。目前 ，已有上 点，即非接触式测量、抗干扰力强、灵敏度高、体积 百个单位在这一领域开展工作，如清华大学、华中理 小、重量轻、柔性好 ，而且测量对象广泛。因此，在传 工大学、武汉理工大学、重庆大学、核工业总公司九 感器行业 中，光纤传感器越来越显示出它的优势。 院、电子工业部 1426所等。他们在光纤温度传感器、 它将替代传统的机械接触式传感器及 电容非接触式