子技术 囤 光纤光栅传感器技术及其应用 赵印明’、刘春红’、郑艽。 １中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 ２中国科学研究院半导体研究所华源科半公司 在地震检测等地球动力学领域中，光纤光 隧 ｉ｝ 具作也以工转及有艺向将降解己低传可决输成形高与本成精传等小度几感批应个媒量用方质生、向合完产上而善能解，为力由调一，于而和的光研复特纤究用性技传的焦感术器点， ，栅传感器在这一领域中的应用主要是在岩石变 形、垂直震波的检测以及作为地形检波器和光 使得 学地震仪使用等方面。为了得到相当准确的震源 沿布设路径上的光纤可全部成为敏感元件，因 或火山源的位置，更好地描述源区的几何形状 此，分布式传感成为光纤传感器与生俱来的优 和演变情况，需要使用密集排列的应力一应变测 点，这也是开发的热点。 量仪。光纤光栅传感器是能实现远距离和密集 ＝．光纤光橱传感器的应用 ｌ、航天器 排列复甩传感的宽带、高网络化传感器，符合地 震检测等的要求，因此它在地球动力学领域中 无疑具有较大的潜在用途。 ６、医学应用 先进的复合材料抗疲劳、抗腐蚀眭能较好， 而且可以减轻船体或航天器的重量，对于快速 航运或飞行具有重要意义，因此复合材料越来越 多地被用于制造航空航海工具（如飞机的机翼）。 实际上飞机的复合材料中存在两个方向的应变， 向应变和温度测量的理想智能元件。 ２、化学传感 医学中用的传感器多为电子传感器，它对许 多内科手术是不适用的，尤其是在高微波（辐射） 频率、超声波场或激光辐射的过高热治疗中，由 压等电磁场的干扰而引起传感头或肿瘤周围的 热效应，这样会导致错误读数。光纤光栅传感 嵌人材料中的光纤光栅传感器是实现多点多轴 于电子传感器中的金属导体很容易受电流、电 光纤光栅传感器可用于化学传感，因为光 器还可用来测量心脏的效率。医生把嵌有光纤 栅的中心波长随折射率的变化而变化，而光栅 光栅的热稀释导管插入病人心脏的右心房，并 间倏失波的相互作用。目前已经用长周期光栅测 注射人一种冷溶液，可测量肺动脉血液的温度， 出了许多化学物质的浓度，原则上，任何具有吸 结合脉功率就可知道心脏的血液输出量，这对 收峰谱并且其折射率在１．３和１．４５之间的化学物 于心脏监测是非常重要的。 质都可用长周期光栅进行探测。 ３、电力工业 光纤传感器有许多独特优势，可以解决许 多传统传感器无法解决的问题。光纤光栅传 光纤光栅传感器因不受电磁场干扰和可实 感器的应用是一个方兴未艾的领域，有着非常 现长距离低损耗传输，从而成为电力］业应用的 广阔的发展前景。有效地解决上述问题对于实 理想选择。电流转换器可把电流变化转化为电 现廉价、稳定、高分辨率、大测量范围、多光栅 压变化，电压变化使压电陶瓷（ＰＺＴ）产生形变， 复用的传感系统具有重要意义，这些都有待发 而利用贴于Ｐ Ｚ Ｔ上的光纤光栅的波长漂移，很 展。容易得知其形变．从而得知电流强度。这是一种 较为廉价的方法，并且不需要复杂的电隔离。这 是利用光纤光栅传感器实现远距离恶劣环境下 测量的实例，在这种情况下，相邻光栅的间距较 大，故不需快速调制和解调。 ４、工程结构 民用工程的结构监测是光纤光栅传感器最 活跃的领域。光纤光栅传感器可以贴在结构的 表面或预先埋人结构中，对结构同时进行冲击 检测、形状控制和振动阻尼检测等，以监视结 参考文献 Ｔ１】周岩滴杨，刘婷媳陈营端，白竹川．高压开关柜 触头温度场的数值仿真分析［Ｊ】传感器与微系统， ２００８，（１２） ｌ２］钟小江，全卫国，李宝树．光纤光衍传感器技术 及其在电力系统中的应用【Ｊ】传感器世界，２０ｏ７，（ｏ５） 构的缺陷情况。光纤光栅传感器可以检测的建 筑结构之－－一为桥梁。如果需要更加完善的保护， 则最好是在建造桥时把光栅埋进复合筋，由于 需要修正温度效应引起的应变，可使用应力和温 度分开的传感臂，并在每一个梁上均安装这两 个臂。 ［５】何海潦姚国珍光纤光栅解调技术在电力系统 中的茁＇用册电力系统通信２０Ｉ ｊ 【６】李科’陈峰华．光纤Ｂｒａｇｇ光栅传感原理及其应 用册山西科技，２００８ｌ（ｏ１）．－ｕ 【７】吴红梅，张铮浅祈旋转编码电路的设计［Ｊ】中 国科技信息， ｃ『９．Ｑ２）。 ０ ５、地球动力学 １ ７ｌ Ｆ０ＲＴｕＮＥ ｗ０ＲＬＤ ２ｏ１ｏ Ｉ
