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光纤传感器的八大优点和分布式光纤传感器的六大特点

发布时间:2018-09-11 来源:中国自动化网 类型:基础知识 人浏览
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温度传感器 光纤传感器 压力传感器

导读:

光纤传感器有极高的灵敏度和精度、固有的安全性好、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、集传感与传输于一体、能与数字通信系统兼容等优点。

光纤传感器的特点和优势:

光纤传感器有极高的灵敏度和精度、固有的安全性好、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、集传感与传输于一体、能与数字通信系统兼容等优点。概括如下:


(1)高灵敏度;

(2)轻细柔韧便于安装埋设;

(3)电绝缘性及化学稳定性。光纤本身是一种高绝缘、化学性能稳定的物质,适用于电力系统及化学系统中需要高压隔离和易燃易爆等恶劣的环境中;

(4)良好的安全性。光纤传感器是电无源的敏感元件,故应用于测量中时,不存在漏电及电击等安全隐患;

(5)抗电磁干扰。一般情况下光波频率比电磁辐射频率高,因此光在光纤中传播不会受到电磁噪声的影响;

(6)可分布式测量。一根光纤可以实现长距离连续测控,能准确测出任一点上的应变、损伤、振动和温度等信息,并由此形成具备很大范围内的监测区域,提高对环境的检测水平;

(7)使用寿命长。光纤的主要材料是石英玻璃,外裹高分子材料的包层,这使得它具有相对于金属传感器更大的耐久性;

(8)传输容量大。以光纤为母线,用传输大容量的光纤代替笨重的多芯水下电缆采集收纳各感知点的信息,并且通过复用技术,来实现对分布式的光纤传感器监测

分布式光纤传感器

分布式光纤传感技术是在70年代末提出的,它是随着现在光纤工程中仍应用十分广泛的光时域反射(OTDR)技术的出现而发展起来的。在这十几年里,产生了一系列分布式光纤传感机理和测量系统,并在多个领域得以逐步应用。目前,这项技术已成为光纤传感技术中最具前途的技术之一。

分布式光纤传感器是采用独特的分布式光纤探测技术,对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化信息进行测量或监控的传感器。利用光波在光纤中传输的特性,可沿光纤长度方向连续的传感被测量(如温度、压力、应力和应变等),光纤既是传感介质,又是被测量的传输介质。它将传感光纤沿场排布,可以同时获得被测场的空间分布和随时间的变化信息,

分布式光纤传感器有以下一些特点:

1)分布式光纤传感系统中的传感元件仅为光纤;

2)一次测量就可以获取整个光纤区域内被测量的一维分布图,将光纤架设成光栅状,就可测定被测量的二维和三维分布情况;

3)系统的空间分辨力一般在米的量级,因而对被测量在更窄范围的变化一般只能观测其平均值;

4)系统的测量精度与空间分辨力一般存在相互制约关系;

5)检测信号一般较微弱,因而要求信号处理系统具有较高的信噪比;

6)由于在检测过程中需进行大量的信号加法平均、频率的扫描、相位的跟踪等处理,因而实现一次完整的测量需较长的时间。

由于光纤电缆不易被电磁干扰,因此,分布式光纤温度传感系统通常用于电力电缆热点区位的温度监控和测量。对恶劣环境的把握和管理以及改善野外作业环境需求是促进分布式光纤温度传感系统市场稳定增长的主要原因。同时,传感器电缆部署的技术难题也是这一市场发展面临的主要障碍。随着应用越来越广泛,现在分布式光纤传感器主要用于6大领域,包括管道和近海石油平台等的结构检测;液体管道和大坝的渗漏探测;路面结冰探测、铁路监测;安全系统探测、电力电缆监视;光纤通信生产监测;环境监测和长期温度测量。



最后给大家介绍工采网从国外进口的三款功能各样的光纤传感器,首先是光纤温度传感器 - FOT-L-SD,这是一类非常适合在极端环境下测量温度的光纤温度传感器,这种极端环境包括低温、核环境、微波和高强度的RF等。FOT-L集所有您期望从理想传感器器身获取的优良特性于一体。因此,即使在极端温度和不利的环境下,这类传感器依然能够提供高精度和可靠的温度测量。


再来是光纤压力传感器 - FOP-M,FOP-M是专门为宇航和国防的高温领域而设计。FOP-M可以承受150℃ (302°F)的高温。与大多数的传统压力传感器设计不同,FOP-M采用独特的硅晶体振动膜的偏转设计。FOP-M是苛刻环境压力测量最好的选择。传感器完全不受电磁和射频干扰,内在可靠性适用于危险和高温环境。


最后是光纤折射率传感器 - FRI,是一款独特的传感器设计基于冲液Fabry-Perot光学腔体的长度变化,以精确测定流体的折射率。冲液Fabry-Perot光学腔体的长度与流体样品的折射率呈正比 。因此,采用白光干涉技术测量Fabry-Perot腔体长度,即可测定折射率。即使在恶劣的温度、EMI、湿度环境和多变的简易标定情况下,光纤信号调理器依然具备测量折射率的能力。FRI光纤折射率传感器为业内现有应用提供了更好更可靠的折射率测量,同时,该传感器也具备恶劣条件下持续在线监控流体折射率的新扩展能力。


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