光纖(xiān)傳感器由幾部分(fèn)組成,包含光源(yuán)、傳輸纖(xiān)維、探測器、信号(hào)處理設備等構成。它的工作原理是把光通過光纖輸送到調制器,這樣一來,測量參數(shù)和調制區内的光進行作用後,從而(ér)使光的性質發(fā)生巨大的改變,使光源發出的(de)光變爲被調制(zhì)的信号光,然後,再借助光纖(xiān)把光傳送到光電探測器,進而把光信(xìn)号轉變爲電信(xìn)号,最(zuì)終由信号處理設備将北側物理量進行還原。
在實際生活中,光纖傳感器種類是(shì)非常多的,但是,我們将這些傳感器類型歸結爲兩大類型,即(jí)傳感型與傳光型(xíng)。和傳統電傳感器(qì)進行比較,光纖傳感器具(jù)有很多的優點,例如抗幹擾能力較強、絕(jué)緣性好、靈(líng)敏度偏(piān)高(gāo),所以,當前在各(gè)個領域都有光纖傳感器的身影。
光纖傳感器助力物聯網發展 市場容量将近萬億
自出現光纖傳感器後(hòu),它的優勢與應用引(yǐn)起了各個國家人們(men)的高度關注。并且對光纖傳感技術進行了深入的研究。現如今,通(tōng)過光纖傳感器可(kě)以對位移、溫度、速(sù)度(dù)、角(jiǎo)度等物理量進行測量。現如今,很多西方發達國家将對光纖傳感器研究的重點放在光纖控制(zhì)系統(tǒng)、核輻射監控、民用計劃等多個方面,同時已經取得了可喜的成績。
我國(guó)對光纖傳感(gǎn)器的研究起步較(jiào)晚,有(yǒu)很多研究(jiū)所、企業等對光纖傳感(gǎn)器的深入研究促進了光纖傳感技術的發展。在2010年,張旭平的關于“布(bù)裏淵效應連續(xù)分布式光纖傳(chuán)感技術”通過了專家的鑒定。專(zhuān)家組都認(rèn)爲此技術有很強的(de)創新(xīn)性,技術已達到世界先進水平,因此(cǐ),有廣闊的發展(zhǎn)前景。此技術的發展主要是應用了(le)物聯網技術,從而加速了我國物聯(lián)網的發展。
傳感器成爲物聯網極其重要的一組成部分。因此,傳感器性能好壞決定了物聯網的性能好壞。可以說,物(wù)聯網獲得信息(xī)的主要手段爲傳感器。這樣一來,傳感器所采集信息的可靠性與準确性都(dōu)會對控制(zhì)節點處理和傳輸信息産生一定影響。由(yóu)此看來,傳感器的可(kě)靠性、抗幹擾(rǎo)性等都會對物聯網應用性(xìng)能發揮舉(jǔ)足輕重的作用。
光纖傳感技術在物聯網中的應用
通過上述(shù)分析得知(zhī),物聯網的發展必須(xū)要借助(zhù)大量傳感器獲得各種環境參數,從而爲物聯網更可靠的數據信息,再經過系統的(de)處理,得(dé)到(dào)人們需要(yào)的結果。以下是對光纖傳感技術在(zài)物聯網中的應用進(jìn)行詳細的探讨(tǎo)。
目前應用最廣的(de)光纖傳感器有四種,分别是光纖陀螺、光纖水聽器、光纖光栅傳感器和光纖電流傳感器。其中,光纖陀螺有幹涉型、諧振型和(hé)布裏淵型三種類型,幹涉型光纖陀(tuó)螺是技術上很成熟的第一代商品化階段,諧振光纖陀螺是處于實驗室研究階段的(de)第二代,布裏淵型光纖陀(tuó)螺是在理論研究階段的(de)第三代光纖陀螺傳感器;光纖(xiān)水聽器是在光纖、光電子技(jì)術基礎上的一種(zhǒng)水下聲音信号傳感器,這種傳感器(qì)通過高度靈敏的(de)光纖相幹檢測,把水中的聲音信号轉換成(chéng)光信(xìn)号,再通過光纖(xiān)傳到信号處理系統轉換爲聲音信号,這種傳感器按原理可以分爲幹(gàn)涉型、強度型、光栅型等(děng)類型;在光纖光栅傳感(gǎn)器的産品中包括應變傳感器、溫度傳感器和(hé)壓力傳感器,其中光纖bragg光栅傳感器是這幾年的研究熱點,它們大部分屬(shǔ)于光強型和(hé)幹涉型(xíng),并且各有利弊。自今年來電力的發展是突飛猛進的,這種情況下,面對着強大電流的測(cè)量問題,光纖電流傳(chuán)感(gǎn)器可以很好的避免一些由于電力過強而引發的事故。
建設工程(chéng)物(wù)聯網的應(yīng)用
現如今,在公路、橋梁等的工程建設過程中,常常會發生隧道坍塌、火災、橋梁裂(liè)縫等安全事故,這既給人們的生命和财(cái)産安全帶來嚴重威脅,又(yòu)對我國的經濟發展産生(shēng)一定的影響(xiǎng)。但是,如果把光纖傳感器放置在(zài)建築(zhù)物内,便可以及時了解橋(qiáo)梁是否出現變形、橋梁承載的負荷(hé)情況等,并且也可以(yǐ)借助張力傳感器探測隧道易發生探讨(tǎo)的部位是否發(fā)生變形,我們将這(zhè)些信息和(hé)互聯網相連接,便形成了光纖物聯網(wǎng),進而(ér)可以長期對(duì)這些基礎建設工程進行(háng)監測,減少與避免安全事故的(de)出現。
農(nóng)業物聯網方面的應(yīng)用
我國是(shì)一個農業大國,大多數人都居(jū)住在農村,因此,農業的發展對我國經濟的發展極其重要。可以說,近年來,物聯網的發展使我(wǒ)國農業發展取得(dé)了巨大進步。一(yī)般(bān)來說,将傳感技術(shù)應用在農作物的生長、收獲、存儲等(děng)多個方面,這樣一來,就形成了一個物聯網,從而達到農業生産與管理(lǐ)達到高産與(yǔ)低耗的目(mù)的。
在農作物生長過程中,借助光纖溫度傳感器(qì)濕度傳感器等對作物生長的溫(wēn)度(dù)、濕度(dù)、土壤成分等(děng)進行監測,這(zhè)樣一(yī)來,将監測信息及時反饋給系統,再由系統中的控制設備來條件這些參數到一個适合值,從而使農作物(wù)生長在一個适宜的環境中,實現高(gāo)産的目的。除此之外,也可以借助光纖傳感器感知糧食(shí)儲備環(huán)境的信息,正确指導工作(zuò)人(rén)員對糧食進行翻曬等。
周界入侵防範系(xì)統的應用
近年來,光纖傳感技術的(de)發展的一新領域爲周界(jiè)入侵防範(fàn)系統。然而(ér),在當前防範系統(tǒng)的應用的傳感器類型(xíng)有很多種,所以,出現了(le)很多種解決方案。但是,從技術上來說,都是利用光纖周界入侵傳(chuán)感器來獲得(dé)外界侵擾因素的信息,同時發出報警信号。現如今(jīn),此技(jì)術已經被廣泛(fàn)應用到發電站、軍事等領域。
其(qí)它方面的應用
在實際(jì)應用過程中,因光(guāng)纖傳感器擁有抗幹擾的優勢,所以,通常(cháng)要将光纖傳感器應用在不适(shì)宜用電傳感器的(de)場所,特别是在國(guó)防上,會将(jiāng)光纖(xiān)傳(chuán)感器應用在光纖制導、航空航天等的探測;然而,在電(diàn)力系(xì)統中,則是通常會用在超大型電機的轉子、電壓(yā)、變壓器電流等方面;除此之(zhī)外,還(hái)可以将光纖傳感器用于油氣開采過程中對地下溫度(dù)、輸油(yóu)管道的監測。将上述這些和互聯網結合在一起,便可以形成一個(gè)更大(dà)的物聯網,這樣一來,才能(néng)有效(xiào)進行安全生産與管理。
結語
總體來說,當前,由于光纖(xiān)傳感器具有很多的優點從而(ér)得到社會各界的高度關注,與此同時,在人們的日常生活中也應用非常廣泛。因物聯網(wǎng)的核心部件就是傳感器,再加上,近年來,随着我國傳感技術的迅猛發展,從而使得光纖傳感(gǎn)技術在物聯網中(zhōng)的應(yīng)用成爲人們研究的焦點問題,而且(qiě)爲人們的生産和生活作出了巨大的貢獻,由于傳感器在物聯網中有廣泛的應用前景,因此,在今後(hòu)幾年(nián)内,物聯網必将(jiāng)會有(yǒu)萬億元的市(shì)場容量,可以說,比單獨的互聯網産業要高出3倍左右。
國家在積極發展物聯網過程中,如果傳感器(qì)技術發展停滞(zhì)不前,那麽物聯網所需的多種傳感器必須要從國(guó)外進口,這(zhè)樣一來,會使傳感器市場被國外所(suǒ)占有,既損失了更多資金,又使國家(jiā)的經濟發展失去了保障。在今後幾年内,各個領(lǐng)域(yù)将會廣泛(fàn)應用物聯網技術,爲國家的經濟和社會(huì)發展作出巨大的貢獻,因此,我們必須對光纖傳(chuán)感器在物聯網中的應用進行更(gèng)深入的研究和探讨(tǎo)。
(來源:全球(qiú)五金網)
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