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Name : 鍾啟鵬
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光纖傳(chuan) 感器是一種將被測對象的狀態轉變為(wei) 可測的光信號的傳(chuan) 感器。光纖傳(chuan) 感器的工作原理是將光源入射的光束經由光纖送入調製器，在調製器內(nei) 與(yu) 外界被測參數的相互作用， 使光的光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等發生變化，成為(wei) 被調製的光信號，再經過光纖送入光電器件、經解調器後獲得被測參數。整個(ge) 過程中，光束經由光纖導入，通過調製器後再射出，其中光纖的作用首先是傳(chuan) 輸光束，其次是起到光調製器的作用。
傳(chuan) 感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中，光纖傳(chuan) 感器這個(ge) 傳(chuan) 感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(you) 異的性能，例如：具有抗電磁和原子輻射幹擾的性能，徑細、質軟、重量輕的機械性能；絕緣、無感應的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等，它能夠在人達不到的地方（如高溫區），或者對人有害的地區（如核輻射區），起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
特點
1、因反射體(ti) 中使用了棱鏡，所以與(yu) 通用的反射型光控傳(chuan) 感器器相比，其檢測性能更高、更可靠
2 、與(yu) 分離式光控傳(chuan) 感器相比，電路連接更簡單容易。
3、 子母扣嵌入式的設計，安裝更為(wei) 簡單
用途
1、用於(yu) 電話、網絡寬帶等數字型號傳(chuan) 輸。
2、用於(yu) 自動售貨機、金融終端有關(guan) 的設備、點鈔機的紙幣、卡、硬幣、存折等的通過情況
3、用於(yu) 自動化設備上產(chan) 品定位、計數、識別。
光纖傳(chuan) 感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調製器，使待測參數與(yu) 進入調製區的光相互作用後，導致光的光學性質（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等）發生變化，稱為(wei) 被調製的信號光，再利用被測量對光的傳(chuan) 輸特性施加的影響，完成測量。
光纖傳(chuan) 感器的測量原理有兩(liang) 種。
（1）物性型光纖傳(chuan) 感器原理，物性型光纖傳(chuan) 感器是利用光纖對環境變化的敏感性，將輸入物理量變換為(wei) 調製的光信號。其工作原理基於(yu) 光纖的光調製效應，即光纖在外界環境因素，如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時，其傳(chuan) 光特性，如相位與(yu) 光強，會(hui) 發生變化的現象。
因此，如果能測出通過光纖的光相位、光強變化，就可以知道被測物理量的變化。這類傳(chuan) 感器又被稱為(wei) 敏感元件型或功能型光纖傳(chuan) 感器。激光器的點光源光束擴散為(wei) 平行波，經分光器分為(wei) 兩(liang) 路，一為(wei) 基準光路，另一為(wei) 測量光路。外界參數(溫度、壓力、振動等)引起光纖長度的變化和相位的光相位變化，從(cong) 而產(chan) 生不同數量的幹涉條紋，對它的模向移動進行計數，就可測量溫度或壓等。
（2）結構型光纖傳(chuan) 感器原理，結構型光纖傳(chuan) 感器是由光檢測元件(敏感元件)與(yu) 光纖傳(chuan) 輸回路及測量電路所組成的測量係統。其中光纖僅(jin) 作為(wei) 光的傳(chuan) 播媒質，所以又稱為(wei) 傳(chuan) 光型或非功能型光纖傳(chuan) 感器。 [
光纖具有很多優(you) 異的性能，例如：具有抗電磁和原子輻射幹擾的性能，徑細、質軟、重量輕的機械性能;絕緣、無感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等，它能夠在人達不到的地方，或者對人有害的地區(如核輻射區)，起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
一、靈敏度較高；
二、幾何形狀具有多方麵的適應性，可以製成任意形狀的光纖傳(chuan) 感器；
三、可以製造傳(chuan) 感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉等）的器件；
四、可以用於(yu) 高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環境；
五、而且具有與(yu) 光纖遙測技術的內(nei) 在相容性。
光纖傳(chuan) 感器的優(you) 點是與(yu) 傳(chuan) 統的各類傳(chuan) 感器相比，光纖傳(chuan) 感器用光作為(wei) 敏感信息的載體(ti) ，用光纖作為(wei) 傳(chuan) 遞敏感信息的媒質，具有光纖及光學測量的特點，有一係列*的優(you) 點。電絕緣性能好，抗電磁幹擾能力強，非侵入性，高靈敏度，容易實現對被測信號的遠距離監控，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便於(yu) 與(yu) 計算機聯接。
傳(chuan) 感器朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展，它能夠在人達不到的地方（如高溫區或者對人有害的地區，如核輻射區），起到人的耳目作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
根據光受被測對象的調製形式可以分為(wei) ：強度調製型、偏振態製型、相位製型、頻率製型；
根據光是否發生幹涉可分為(wei) ：幹涉型和非幹涉型；
根據是否能夠隨距離的增加連續地監測被測量可分為(wei) ：分布式和點分式；
根據光纖在傳(chuan) 感器中的作用可以分為(wei) ：一類是功能型（Functional Fiber，縮寫(xie) 為(wei) FF)傳(chuan) 感器，又稱為(wei) 傳(chuan) 感型傳(chuan) 感器； 另一類是非功能型（Non Functional Fiber縮寫(xie) 為(wei) NFF)，又稱為(wei) 傳(chuan) 光型傳(chuan) 感器。
功能型傳(chuan) 感器是利用光纖本身的特性把光纖作為(wei) 敏感元件， 被測量對光纖內(nei) 傳(chuan) 輸的光進行調製， 使傳(chuan) 輸的光的強度、相位、頻率或偏振態等特性發生變化， 再通過對被調製過的信號進行解調， 從(cong) 而得出被測信號。
光纖在其中不僅(jin) 是導光媒質，而且也是敏感元件，光在光纖內(nei) 受被測量調製，多采用多模光纖。
優(you) 點：結構緊湊、靈敏度高。
缺點：須用特殊光纖，成本高，
典型例子：光纖陀螺、光纖水聽器等。
非功能型光纖傳(chuan) 感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化， 光纖僅(jin) 作為(wei) 信息的傳(chuan) 輸介質，常采用單模光纖。
光纖在其中僅(jin) 起導光作用，光照在光纖型敏感元件上受被測量調製。
優(you) 點：光纖即可用於(yu) 電氣隔離，有用於(yu) 數據傳(chuan) 輸，且光纖傳(chuan) 輸的信號不受電磁幹擾的影響。
實用化的大都是非功能型的光纖傳(chuan) 感器。AnyWay的變頻電壓傳(chuan) 感器、變頻電流傳(chuan) 感器、變頻功率傳(chuan) 感器（一種電壓、電流組合式傳(chuan) 感器）就屬於(yu) 非功能型的光纖傳(chuan) 感器，在複雜電磁環境下的電量測量中，有其獨到的優(you) 勢。
光纖傳(chuan) 感器是近幾年出現的新技術，可以用來測量多種物理量，比如聲場、電場、壓力、溫度、角速度、加速度等，還可以完成現有測量技術難以完成的測量任務。在狹小的空間裏，在強電磁幹擾和高電壓的環境裏，光纖傳(chuan) 感器都顯示出了*的能力。光纖傳(chuan) 感器有70多種，大致上分成光纖自身傳(chuan) 感器和利用光纖的傳(chuan) 感器。
所謂光纖自身的傳(chuan) 感器，就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂的長度、折射率、直徑的變化，從(cong) 而使得光纖內(nei) 傳(chuan) 輸的光在振幅、相位、頻率、偏振等方麵發生變化。測量臂傳(chuan) 輸的光與(yu) 參考臂的參考光互相幹涉（比較），使輸出的光的相位(或振幅)發生變化，根據這個(ge) 變化就可檢測出被測量的變化。光纖中傳(chuan) 輸的相位受外界影響的靈敏度很高，利用幹涉技術能夠檢測出10的負4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和低損耗，能夠將很長的光纖盤成直徑很小的光纖圈，以增加利用長度，獲得更高的靈敏度。
光纖聲傳(chuan) 感器就是一種利用光纖自身的傳(chuan) 感器。當光纖受到一點很微小的外力作用時，就會(hui) 產(chan) 生微彎曲，而其傳(chuan) 光能力發生很大的變化。聲音是一種機械波，它對光纖的作用就是使光纖受力並產(chan) 生彎曲，通過彎曲就能夠得到聲音的強弱。光纖陀螺也是光纖自身傳(chuan) 感器的一種，與(yu) 激光陀螺相比，光纖陀螺靈敏度高，體(ti) 積小，成本低，可以用於(yu) 飛機、艦船、等的高性能慣性導航係統。如圖就是光纖傳(chuan) 感器渦輪流量計的原理。 [
光纖布拉格光柵傳(chuan) 感器（FBS）是一種使用頻率，範圍較廣的光纖傳(chuan) 感器，這種傳(chuan) 感器能根據環境溫度以及/或者應變的變化來改變其反射的光波的波長。光纖布拉格光柵是通過全息幹涉法或者相位掩膜法來將一小段光敏感的光纖暴露在一個(ge) 光強周期分布的光波下麵。這樣光纖的光折射率就會(hui) 根據其被照射的光波強度而永改變。這種方法造成的光折射率的周期性變化就叫做光纖布拉格光柵。
當一束廣譜的光束被傳(chuan) 播到光纖布拉格光柵的時候，光折射率被改變以後的每一小段光纖就隻會(hui) 反射一種特定波長的光波，這個(ge) 波長稱為(wei) 布拉格波長，這種特性就使光纖布拉格光柵隻反射一種特定波長的光波，而其它波長的光波都會(hui) 被傳(chuan) 播。
按光纖在光纖傳(chuan) 感器中的作用可分為(wei) 傳(chuan) 感型和傳(chuan) 光型兩(liang) 種類型。
傳(chuan) 感型光纖傳(chuan) 感器的光纖不僅(jin) 起傳(chuan) 遞光作用，同時又是光電敏感元件。由於(yu) 外界環境對光纖自身的影響，待測量的物理量通過光纖作用於(yu) 傳(chuan) 感器上，使光波導的屬性(光強、相位、偏振態、波長等)被調製。傳(chuan) 感器型光纖傳(chuan) 感器又分為(wei) 光強調製型、相位調製型、振態調製型和波長調製型等。
傳(chuan) 光型光纖傳(chuan) 感器是將經過被測對象所調製的光信號輸入光纖後，通過在輸出端進行光信號處理而進行測量的，這類傳(chuan) 感器帶有另外的感光元件對待測物理量敏感，光纖僅(jin) 作為(wei) 傳(chuan) 光元件，必須附加能夠對光纖所傳(chuan) 遞的光進行調製的敏感元件才能組成傳(chuan) 感元件。光纖傳(chuan) 感器根據其測量範圍還可分為(wei) 點式光纖傳(chuan) 感器、積分式光纖傳(chuan) 感器、分布式光纖傳(chuan) 感器三種。其中，分布式光纖傳(chuan) 感器被用來檢測大型結構的應變分布，可以快速無損測量結構的位移、內(nei) 部或表麵應力等重要參數。用於(yu) 土木工程中的光纖傳(chuan) 感器類型主要有Math-Zender幹涉型光纖傳(chuan) 感器，Fabry-pero腔式光纖傳(chuan) 感器，光纖布喇格光柵傳(chuan) 感器等。
光纖傳(chuan) 感器的輕巧性、耐用性和長期穩定性，使其能夠方便的應用於(yu) 建築鋼結構和混凝土等各種建築材料的內(nei) 部應力、應變檢測。實現的建築結構的健康檢測。
光纖傳(chuan) 感器的另外一個(ge) 大類是利用光纖的傳(chuan) 感器。其結構大致如下：傳(chuan) 感器位於(yu) 光纖端部，光纖隻是光的傳(chuan) 輸線，將被測量的物理量變換成為(wei) 光的振幅，相位或者振幅的變化。在這種傳(chuan) 感器係統中，傳(chuan) 統的傳(chuan) 感器和光纖相結合。光纖的導入使得實現探針化的遙測提供了可能性。這種光纖傳(chuan) 輸的傳(chuan) 感器適用範圍廣，使用簡便，但是精度比類傳(chuan) 感器稍低。
光纖在傳(chuan) 感器家族中是*，它憑借著光纖的優(you) 異性能而得到廣泛的應用，是在生產(chan) 實踐中值得注意的一種傳(chuan) 感器。
光纖傳(chuan) 感器憑借著其大量的優(you) 點已經成為(wei) 傳(chuan) 感器家族的*，並且在各種不同的測量中發揮著自己獨到的作用，成為(wei) 傳(chuan) 感器家族中*的一員。
絕緣於(yu) 汙穢、磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液麵、轉矩、光聲、電流，光纖傳(chuan) 感器可用於(yu) 位移、震動、轉動、壓力、彎曲、應變、速度、加速度、電流、磁場、電壓、濕度、溫度、聲場、流量、濃度、PH值和應變等物理量的測量。光纖傳(chuan) 感器的應用範圍很廣，幾乎涉及國民經濟和國防上所有重要領域和人們(men) 的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環境中使用，解決(jue) 了許多行業(ye) 多年來一直存在的技術難題，具有很大的市場需求。主要表現在以下幾個(ge) 方麵的應用：
城市建設中橋梁、大壩、油田等的幹涉陀螺儀(yi) 和光柵壓力傳(chuan) 感器的應用。光纖傳(chuan) 感器可預埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種複合材料中，用於(yu) 測試應力鬆弛、施工應力和動荷載應力，從(cong) 而評估橋梁短期施工階段和長期營運狀態的結構性能。
在電力係統，需要測定溫度、電流等參數，如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉子內(nei) 的溫度檢測等，由於(yu) 電類傳(chuan) 感器易受電磁場的幹擾，無法在這類場合中使用，隻能用光纖傳(chuan) 感器。分布式光纖溫度傳(chuan) 感器是近幾年發展起來的一種用於(yu) 實時測量空間溫度場分布的技術，分布式光纖溫度傳(chuan) 感係統不僅(jin) 具有普遍光纖傳(chuan) 感器的優(you) 點，還具有對光纖沿線各點的溫度的分布傳(chuan) 感能力，利用這種特點我們(men) 可以連續實時測量光纖沿線幾公裏內(nei) 各點溫度，定位精度可達米的量級，測量精度可達1度的水平，非常適用大範圍交點測溫的應用場合。
此外，光纖傳(chuan) 感器還可以應用於(yu) 鐵路監控、火箭推進係統以及油井檢測等方麵。
光纖同時具備寬帶、大容量、遠距離傳(chuan) 輸和可實現多參數、分布式、低能耗傳(chuan) 感的顯著優(you) 點。光纖傳(chuan) 感可以不斷汲取光纖通信的新技術、新器件，各種光纖傳(chuan) 感器有望在物聯網中得到廣泛應用。
隨著光纖傳(chuan) 感器技術的發展，在土木工程領域光纖傳(chuan) 感器得到了廣泛的應用，用來測量混凝土結構變形及內(nei) 部應力，檢測大型結構、橋梁健康狀況等，其中主要的都是將光纖傳(chuan) 感器作為(wei) 一種新型的應變傳(chuan) 感器使用。
光纖傳(chuan) 感器可以黏貼在結構物表麵用於(yu) 測量，同時也可以通過預埋實現結構物內(nei) 部物理量的測量。利用預先埋入的光纖傳(chuan) 感器，可以對混凝土結構內(nei) 部損傷(shang) 過程中內(nei) 部應變的測量，再根據荷載－應變關(guan) 係曲線斜率，可確定結構內(nei) 部損傷(shang) 的形成和擴展方式。通過混凝土實驗表明，光纖測試的載荷－應變曲線比應變片測試的線性度高。
光纖傳(chuan) 感器在航天（飛機及航天器各部位壓力測量、溫度測量、陀螺等）、航海（聲納等）、石油開采（液麵高度、流量測量、二相流中空隙度的測量）、電力傳(chuan) 輸（高壓輸電網的電流測量、電壓測量）、核工業(ye) （放射劑量測量、原子能發電站泄露劑量監測）、醫療（血液流速測量、血壓及心音測量）、科學研究（地球自轉）等眾(zhong) 多領域都得到了廣泛應用。 石油工業(ye)
在石油測井技術中，可以利用光纖傳(chuan) 感器實現井下石油流量、溫度、壓力和含水率等物理量的測量。較成熟的應用是采用非本征光纖F—P腔傳(chuan) 感器測量井下的壓力和溫度。非本征光纖F-P腔傳(chuan) 感器利用光的多光束幹涉原理，當被測的溫度或者壓力發生變化時幹涉條紋改變，光纖F—P腔的腔長也隨之發生變化，通過計算腔長的變化實現溫度和壓力的測量。
光纖傳(chuan) 感技術是伴隨光通信的迅速發展而形成的新技術。在光通信係統中，光纖是光波信號長距離傳(chuan) 輸的媒質。當光波在光纖中傳(chuan) 輸時，表征光波的相位、頻率、振幅、偏振態等特征參量，會(hui) 因溫度、壓力、磁場、電場等外界因素的作用而發生變化，故可以將光纖用作傳(chuan) 感器元件，探測導致光波信號變化的各種物理量的大小，這就是光纖傳(chuan) 感器。利用外界因素引起光纖相位變化來探測物理量的裝置，稱為(wei) 相位調製傳(chuan) 感型光纖傳(chuan) 感器，其他還有振幅調製傳(chuan) 感型、偏振態調製型、傳(chuan) 光型等各種光纖傳(chuan) 感器。
采用傳(chuan) 感器測量儀(yi) 代替光杠杆鏡尺組組成新的楊氏模量測量係統，不僅(jin) 操作簡短，而且提高了測量結果的精確度和準確度。金屬絲(si) 傳(chuan) 統的拉伸法的基本原理是將金屬絲(si) 受到砍碼的作用力後的微小伸長形變量通過鏡尺組的光路轉換而將之放大若幹倍數，從(cong) 而得到微小伸長，再通過計算得到楊氏模量值。
而自從(cong) 有的傳(chuan) 感器，我們(men) 把光纖傳(chuan) 感器測量新方法和上述方法對比，光纖傳(chuan) 感器的測量在靈敏度、精確度及準確度上都有提高。紅外光測距係統測量的基本原理為(wei) 采用紅外光光纖傳(chuan) 感器直接測量微小位移，紅外光光纖傳(chuan) 感器對於(yu) 3mm以內(nei) 的微小距離測量的線性度是非常高的。係統由傳(chuan) 感器測量儀(yi) 與(yu) 反射式光纖位移傳(chuan) 感器組成．
反射式光纖位移傳(chuan) 感器的工作原理是采用兩(liang) 束多模光纖，一端合並組成光纖探頭，另一端分為(wei) 兩(liang) 束，分別作為(wei) 接收光纖和光源光纖。當光發射器發生的紅外光，經光源光纖照射至反射體(ti) ，被反射的光經接收光纖，傳(chuan) 至光電轉換元件將接收到的光信號轉換為(wei) 電信號。其輸出的光強與(yu) 反射體(ti) 距光纖探頭的距離之間存在一定的函數關(guan) 係，所以可通過對光強的檢測得到位移量。在楊氏模量儀(yi) 的金屬絲(si) 處的圓柱體(ti) 上利用磁鐵固定鍍鎳反射金屬片，使其能隨鋼絲(si) 伸長而移動。在支架台上固定紅外傳(chuan) 感器，而後在傳(chuan) 感器測量儀(yi) 上通過改變位移將實驗得到的電勢差值，通過多次測試，既轉動傳(chuan) 感器測量儀(yi) 自帶的螟旋測微儀(yi) ，也即改變探頭與(yu) 金屬片的距離和位置，當出現實驗記錄的鋼絲(si) 仲長所對應的電勢差值時，記錄此時的螺旋測微儀(yi) 讀數。測試表明采用紅外光測距此方法操作簡單。隻需將探頭和反射片安裝好後就可以直接開始在托盤上加法碼實際測量了，側(ce) 量的結果是明顯優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統測試。
隨著中國工業(ye) 自動化應用環境的不斷發展，儀(yi) 器儀(yi) 表行業(ye) 日新月異，當前儀(yi) 器儀(yi) 表行業(ye) 麵臨(lin) 新的發展，這一行業(ye) 的十二五規劃(草案)，也根據新時期的要求，提出了重點發展的若幹關(guan) 鍵技術，這對行業(ye) 未來發展無疑有著重要的指導意義(yi) 。
新型傳(chuan) 感器技術包括固態矽傳(chuan) 感器技術、光纖傳(chuan) 感技術、生物芯片技術、基因芯片技術、圖像傳(chuan) 感器技術、全固態慣性傳(chuan) 感器技術等。“十二五”將以智能傳(chuan) 感器作為(wei) 重點，進行關(guan) 鍵技術攻關(guan) 。在光纖傳(chuan) 感領域，重點發展新原理、新效應的傳(chuan) 感技術，傳(chuan) 感器智能技術，傳(chuan) 感器網絡技術，微型化和低功耗技術以及傳(chuan) 感器陣列及多功能多參數設計、製造和封裝技術。
目前有數百個(ge) 單位在這一領域開展工作，如清華大學、複旦大學、天津大學、重慶大學、北京航空航天大學等，他們(men) 在光纖溫度傳(chuan) 感器、壓力計、流量計、液位計、電流計等領域進行了大量研究。此外，在武漢、上海、廣東(dong) 、深圳等地，還建立了許多光纖無源器件生產(chan) 廠家，市場規模達到1200億(yi) 元以上。
(一)影響行業(ye) 發展的有利因素分析
國家科委於(yu) 1987年4月製定的《傳(chuan) 感器發展政策》定了必須大力發展傳(chuan) 感器技術，特別是要把新型傳(chuan) 感器技術作為(wei) 優(you) 先領域予以發展。1991年 12月30日《中共中央關(guan) 於(yu) 製定國民經濟和社會(hui) 發展的十年規劃和八五計劃的建議》中第21條明確了要大力加強傳(chuan) 感器的開發和在國民經濟中的普遍應用。
(二)影響行業(ye) 發展的不利因素分析
雖然光纖傳(chuan) 感器技術在實際檢測中取得了一些應用，但仍存在一些問題，如光纖埋入結構的工藝問題，雖然可以通過安裝方式得到改善，但同時也導致了應變要先經過金屬傳(chuan) 遞，然後再由光纖間接感應到應變，因此需要通過實驗修正才能夠進行準確測量。同時光纖傳(chuan) 感器的輸出信號會(hui) 受到光源波動、光纖傳(chuan) 輸損耗變化、探測器老化等因素的影響，這些因素都會(hui) 降低光纖傳(chuan) 感器測量的準確性。再者目前光纖傳(chuan) 感器實用性還有待開發，同時其製作成本相當昂貴。目前光纖傳(chuan) 感器很大一部分產(chan) 品還在實驗室階段，因此需要將實驗結果盡快投入到使用中去。
隨著市場逐漸開放和中國投資環境的改善以及化經濟的進程加速，各國傳(chuan) 感器廠家紛紛進入中國市場，這加劇了市場的競爭(zheng) 。中國本土傳(chuan) 感器技術水平與(yu) 世界水平相比仍存在很大差距，這種差距一方麵表現為(wei) 傳(chuan) 感器在感知信息方麵的落後，另一方麵則表現為(wei) 傳(chuan) 感器自身在智能化和網絡化方麵的技術落後。國產(chan) 企業(ye) 形成了“外強中幹”的局麵，不僅(jin) 失去了中產(chan) 品市場，而且直接導致自己能生產(chan) 的產(chan) 品品種單一，同質化嚴(yan) 重，國產(chan) 傳(chuan) 感器價(jia) 格優(you) 勢明顯，但質量上與(yu) 國外產(chan) 品相比仍存在一定差距，一般應用在對信號要求不高的區域。
光纖傳(chuan) 感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調製器，使待測參數與(yu) 進入調製區的光相互作用後，導致光的光學性質（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等）發生變化，成為(wei) 被調製的信號光，在經過光纖送入光探測器，經解調後，獲得被測參數。
由於(yu) 在傳(chuan) 統終端市場的應用可能性擴大以及新應用領域的新興(xing) 機會(hui) 所推動，2013年光纖傳(chuan) 感器市場規模為(wei) 18.9億(yi) 美元。預計，到2020年，光纖傳(chuan) 感器市場預計達35億(yi) 美元（約合人民幣217.2億(yi) 元）。
傳(chuan) 統終端市場包括航空航天、國防、石油天然氣開采、基礎設施發展和電信行業(ye) 。傳(chuan) 統終端市場的發展將繼續推進光纖傳(chuan) 感器市場的增長。通信行業(ye) 從(cong) 3G到4G網絡的持續過渡、關(guan) 注智能結構的增長、基礎設施建設的新興(xing) 增長、石油天然氣領域的發展都為(wei) 市場增長提供了重要機遇。
尤其是在新興(xing) 市場中，如中國和印度，增長的製造活動、上升的汽車需求、穩定的基礎設施建設活動以及國防支出的增加，都成為(wei) 光纖傳(chuan) 感器行業(ye) 發展的驅動因素。
光纖傳(chuan) 感器網的三種基本構成。
光纖傳(chuan) 感器網有三種基本構成，其中一個(ge) 叫單點式傳(chuan) 感器。一根光纖在這裏僅(jin) 僅(jin) 起到傳(chuan) 輸的作用，另外一種叫多點式傳(chuan) 感器，在這裏一根光纖把很多傳(chuan) 感器串起來，這樣很多傳(chuan) 感器可以共用光源實現網絡性監測。再有就是智能光纖傳(chuan) 感器。
多點式光纖傳(chuan) 感器，從(cong) 外表看就是一節光柵，通過紫外線照射發現有周期性的間隔。當有光纖入射的時候，如果光纖的波長正好等於(yu) 間隔的兩(liang) 倍，那麽(me) 這個(ge) 光波將會(hui) 受到強烈的反射，而如果光纖受到溫度變化或者應變等等，這個(ge) 反射波長將會(hui) 發生變化，這種傳(chuan) 感器在一根光纖上可以做很多個(ge) ，把它連接起來就可以用於(yu) 各種各樣的傳(chuan) 感應用。
因為(wei) 光纖是軟的，它可以兩(liang) 維、三維，所以橫軸是空間的位置，縱軸是測量對象。這樣一個(ge) 傳(chuan) 感網解決(jue) 了什麽(me) 問題呢?它解決(jue) 了在什麽(me) 位置上發生了什麽(me) 事情，那個(ge) 事情有多少個(ge) 強度的問題，也就是提供了兩(liang) 維的信息。這就是智能光纖傳(chuan) 感器所需要解決(jue) 的問題，它有非常突出的特點要求，包括體(ti) 積小、強度高、穩定性好，可植入材料中。抗電磁幹擾、耐環境。
光纖傳(chuan) 感器已經成功應用於(yu) 飛機結構監測。我們(men) 看到A-380和波音787，它們(men) 的特點是超過一半數量是碳纖維，比如說碳纖維符合樹脂有幾種缺失，一個(ge) 是層與(yu) 層之間的剝離，由於(yu) 這種材料比較強，所以很難像鋁合金材料那樣實行碳酸檢測，所以研究人員現在開始研究把光纖傳(chuan) 感器埋到複合材料當中去，由於(yu) 這種材料一層大概125微米的厚度，所以這種光纖傳(chuan) 感器必須是特別細小的光纖傳(chuan) 感器，大概直徑在50個(ge) 微米左右。
我們(men) 說光纖傳(chuan) 感器網可以成為(wei) 安全安心社會(hui) 的神經網。光纖傳(chuan) 感器網可以用語光纖通訊網的診斷技術。光纖傳(chuan) 感器網在安防方麵已經有很多的應用，國內(nei) 有很多企業(ye) 在這方麵開展了卓有成效的工作。
國內(nei) 市場上，應用較為(wei) 廣泛的光纖傳(chuan) 感技術當屬布拉格光纖光柵和基於(yu) 光時域反射的分布式傳(chuan) 感器，這種技術基本上可以滿足中低端市場的需求。而現在光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器及其引申出來的一代光傳(chuan) 感技術，這與(yu) 傳(chuan) 統的光纖傳(chuan) 感有很大的區別，它可以進行超遠距離的傳(chuan) 輸，精度和敏感度能達到更高的要求，這在市場上需求很大，21世紀初，該項技術在國內(nei) 尚處於(yu) 立項和預研階段。國內(nei) 市場上光纖傳(chuan) 感器應用主要在以下四種：光纖陀螺、光纖光柵傳(chuan) 感器、光纖電流傳(chuan) 感器和光纖水聽器。下麵對這四種產(chan) 品分別介紹一下。
一、光纖陀螺。 光纖陀螺按原理可分為(wei) 幹涉型、諧振型和布裏淵型，這是三代光纖陀螺的代表。代幹涉型光纖陀螺，21實際初期，該項技術就已經成熟，適合進行批量生產(chan) 和商品化；第二代諧振型光纖陀螺，暫時還處於(yu) 實驗室研究向實用化推進的發展階段；第三代布裏淵型，它還處於(yu) 理論研究階段。光纖陀螺結構根據所采用的光學元件有三種實現方法：小型分立元件係統、全光纖係統和集成光學元件係統。21世紀初期，分立光學元件技術已經基本退出，全光纖係統用在開環低精度、低成本的光纖陀螺中，集成光學器件陀螺由於(yu) 其工藝簡單、總體(ti) 重複性好、成本低，所以在高精度光纖陀螺很受歡迎，是其主要實現方法。
二、光纖光柵傳(chuan) 感器。 目前國內(nei) 外傳(chuan) 感器領域的研究熱點之一光纖布拉格光柵傳(chuan) 感器。傳(chuan) 統光纖傳(chuan) 感器基本上可分為(wei) 兩(liang) 種類型：光強型和幹涉型。光強型傳(chuan) 感器的缺點在於(yu) 光源不穩定，而且光纖損耗和探測器容易老化；幹涉型傳(chuan) 感器由於(yu) 要求兩(liang) 路幹涉光的光強同等，所以 需要固定參考點而導致應用不方便。21世紀初期開發的以光纖布拉格光柵為(wei) 主的光纖光柵傳(chuan) 感器可以避免出現上麵兩(liang) 種情況，其傳(chuan) 感信號為(wei) 波長調製、複用能力強。在建築健康檢測、衝(chong) 擊檢測、形狀控製和振動阻尼檢測等應用中，光纖光柵傳(chuan) 感器是的靈敏元件。光纖光柵傳(chuan) 感器在地球動力學、航天器、電力工業(ye) 和化學傳(chuan) 感中有廣泛的應用。
三、光纖電流傳(chuan) 感器。電力工業(ye) 的迅猛發展帶動電力傳(chuan) 輸係統容量不斷增加，運行電壓等級也越來越高，電流也越來越大，這樣測量起來就非常困難，這就顯現出光纖電流傳(chuan) 感器的優(you) 點了。在電力係統中，傳(chuan) 統的用來測量電流的傳(chuan) 感器是以電磁感應為(wei) 基礎，這就存在以下缺點：它容易爆炸以至引起災難性事故；大故障電流會(hui) 造成鐵芯磁飽和；鐵芯發生共振效應；頻率響應慢；測量精度低；信號易受幹擾；體(ti) 積重量大、價(jia) 格昂貴等等，已經很難滿足新一代數字電力網的發展需要。這個(ge) 時候光纖電流傳(chuan) 感器應運而生。
四、光纖水聽器。 光纖水聽器主要用來測量水下聲信號，它通過高靈敏度的光纖相幹檢測，將水聲信號轉換為(wei) 光信號，並通過光纖傳(chuan) 至信號處理係統進行識別。與(yu) 傳(chuan) 統水聽器相比，光纖水聽器具有靈敏度高、響應帶寬寬、不受電磁幹擾等特點，廣泛用於(yu) 軍(jun) 事和石油勘探、環境檢測等領域，具有很大的發展潛力。光纖水聽器按原理可分為(wei) 幹涉型、強度型、光柵型等。幹涉型光纖水聽器關(guan) 鍵技術已經逐步發展成熟，在部分領域形成產(chan) 品；光纖光柵水聽器則是當前研究的熱點，研究的關(guan) 鍵技術涉及光源、光纖器件、探頭技術、抗偏振衰落技術、抗相位衰落技術、信號處理技術、多路複用技術以及工程技術等。
光纖傳(chuan) 感器技術是建立在光纖、光通信和光電子技術的基礎上發展起來的，電磁幹擾和腐蝕作用對它的影響很小，還能適應各種惡劣的氣象環境，不要額外的電源進行供電，就可以長距離的進行傳(chuan) 輸，已成為(wei) 傳(chuan) 感器行業(ye) 的研究熱點。
傳(chuan) 感器一直朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中，光纖傳(chuan) 感器這個(ge) 傳(chuan) 感器家族的新成員倍卻是倍受青睞。
光纖具有很多優(you) 異的性能，例如：抗電磁幹擾和原子輻射的性能。光纖傳(chuan) 感器應用於(yu) 對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液麵、轉矩、光聲、電流和應變等物理量的測量。其應用範圍十分廣泛。因此我們(men) 可以說光纖傳(chuan) 感器具有很大的市場需求，不說長久，至少在未來5年，光纖傳(chuan) 感器將會(hui) 有廣闊的發展前景。
光纖傳(chuan) 感技術及其相關(guan) 技術的迅速發展，滿足了各類控製裝置及係統對信息的獲取與(yu) 傳(chuan) 輸提出的更高要求，使得各領域的自動化程度越來越高，作為(wei) 係統信息獲取與(yu) 傳(chuan) 輸核心器件的光纖傳(chuan) 感器的研究非常重要。
光纖傳(chuan) 感器技術發展的主要方向是：（1）多用途。即一種光纖傳(chuan) 感器不僅(jin) 隻針對一種物理量，要能夠對多種物理量進行同時測量。（2）提高分布式傳(chuan) 感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設計複雜的傳(chuan) 感器網絡工程。注意分布式傳(chuan) 感器的參數，即壓力、溫度，特別是化學參數（碳氫化合物、一些汙染物、濕度、PH值等）對光纖的影響。（3）新型傳(chuan) 感材料、傳(chuan) 感技術等的開發。（4）在惡劣條件下（高溫、高壓、化學腐蝕）低成本傳(chuan) 感器（支架、連接、安裝）的開發和應用。（5）光纖連接器及與(yu) 其它微技術結合的微光學技術。
光纖傳(chuan) 感運用主要分為(wei) 五大方向：
（1）石油和天然氣——油藏監測井下的P/T傳(chuan) 感、地震陣列、能源工業(ye) 、發電廠、鍋爐及蒸汽渦輪機、電力電纜、渦輪機運輸、煉油廠；
（2）航空航天——噴氣發動機、火箭推進係統、機身；
（3）民用基礎建設——橋梁、大壩、道路、隧道、滑坡；
（4）交通運輸——鐵路監控、運動中的重量、運輸安全；
（5）生物醫學——醫用溫度壓力、顱內(nei) 壓測量、微創手術、一次性探頭。
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