全球光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀

光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀

全球光纖傳感技術(shù)發(fā)展始于1977年，近年來，在機(jī)械、電子儀器儀表、航天航空、石油、化工、食品安全等領(lǐng)域的生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、在線檢測(cè)、故障診斷等方面，得到了發(fā)展和推廣。美國(guó)光纖傳感器研究起步早，光纖傳感技術(shù)在為先進(jìn)，代表著的光纖傳感器區(qū)域市場(chǎng)。從2012年到2017年間，全球光纖傳感器(包括點(diǎn)分式和分布式)消費(fèi)值的平均年增幅高達(dá)20.3%。美國(guó)占據(jù)全球光纖傳感器的絕大部分市場(chǎng)份額。同時(shí)，預(yù)計(jì)2015-2020年，亞太地區(qū)將以12.7%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率成為增速快的市場(chǎng)。近年來，中國(guó)成為亞太地區(qū)的光纖傳感產(chǎn)品應(yīng)用市場(chǎng)。2011年交通及石化行業(yè)的光纖火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模在2億元水平，電力設(shè)備光纖傳感溫度檢測(cè)及應(yīng)用規(guī)模達(dá)到2億元水平，光纖傳感環(huán)境監(jiān)測(cè)、光纖陀螺產(chǎn)品市場(chǎng)達(dá)到2億元水平，光纖周界市場(chǎng)在0.5億元水平。

光通信是一門古老的技術(shù)

光通信是一門古老的技術(shù)。通常，手是光調(diào)制器，眼睛是光探測(cè)器，光在空氣中傳播。顯然，這樣的光通信有許多缺點(diǎn)，它不能適應(yīng)現(xiàn)代電子學(xué)發(fā)展的要求。因此，1966年Kao和Hockham提出用低損耗光纖導(dǎo)光，從而解決了光在大氣中傳播的不穩(wěn)定因素，使遠(yuǎn)距離導(dǎo)光成為可能。利用光纖研制光纖傳感器始于1977年，該技術(shù)一問世即引起人們的極大興趣，目前光纖傳感器已經(jīng)得到異常迅猛的發(fā)展。

光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳感

目前，已證明用光纖可構(gòu)成檢測(cè)加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、壓力、彎曲、應(yīng)變、轉(zhuǎn)矩、溫度、電壓、電流、液面、流量、流速、濃度、PH值、磁、聲、光、射線等多種物理量的傳感器，這些傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較，在測(cè)量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)-電測(cè)量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學(xué)測(cè)量為基礎(chǔ)。

如下圖所示，以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)電信號(hào)的裝置，是由電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng)，以及傳輸信息所用金屬導(dǎo)線組成。光纖傳感器則是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)光信號(hào)的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光、信號(hào)處理系統(tǒng)，以及光纖構(gòu)成。由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件，在這里，光的某一性質(zhì)受到被測(cè)量的調(diào)制。已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，后經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)處理，得到我們所期待的被測(cè)量。