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光纖傳感器助力物聯網發展

2014-04-01 15:42:35來源:第一論文網已被 62 人閱讀

內容摘要:光纖傳感器由幾部分組成,包含光源、傳輸纖維、探測器、信號處理設備等構成。它的工作原理是把光通過光纖輸送到調制器,這樣一來

光纖傳感器由幾部分組成,包含光源、傳輸纖維、探測器、信號處理設備等構成。它的工作原理是把光通過光纖輸送到調制器,這樣一來,測量參數和調制區內的光進行作用后,從而使光的性質發生巨大的改變,使光源發出的光變為被調制的信號光,然后,再借助光纖把光傳送到光電探測器,進而把光信號轉變為電信號,最終由信號處理設備將北側物理量進行還原。

在實際生活中,光纖傳感器種類是非常多的,但是,我們將這些傳感器類型歸結為兩大類型,即傳感型與傳光型。和傳統電傳感器進行比較,光纖傳感器具有很多的優點,例如抗干擾能力較強、絕緣性好、靈敏度偏高,所以,當前在各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  市場容量將近萬億

自出現光纖傳感器后,它的優勢與應用引起了各個國家人們的高度關注。并且對光纖傳感技術進行了深入的研究。現如今,通過光纖傳感器可以對位移、溫度、速度、角度等物理量進行測量。現如今,很多西方發達國家將對光纖傳感器研究的重點放在光纖控制系統、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。

我國對光纖傳感器的研究起步較晚,有很多研究所、企業等對光纖傳感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“布里淵效應連續分布式光纖傳感技術”通過了專家的鑒定。專家組都認為此技術有很強的創新性,技術已達到世界先進水平,因此,有廣闊的發展前景。此技術的發展主要是應用了物聯網技術,從而加速了我國物聯網的發展。

傳感器成為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,物聯網獲得信息的主要手段為傳感器。這樣一來,傳感器所采集信息的可靠性與準確性都會對控制節點處理和傳輸信息產生一定影響。由此看來,傳感器的可靠性、抗干擾性等都會對物聯網應用性能發揮舉足輕重的作用。

光纖傳感技術在物聯網中的應用

通過上述分析得知,物聯網的發展必須要借助大量傳感器獲得各種環境參數,從而為物聯網更可靠的數據信息,再經過系統的處理,得到人們需要的結果。以下是對光纖傳感技術在物聯網中的應用進行詳細的探討。

目前應用最廣的光纖傳感器有四種,分別是光纖陀螺、光纖水聽器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。其中,光纖陀螺有干涉型、諧振型和布里淵型三種類型,干涉型光纖陀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第二代,布里淵型光纖陀螺是在理論研究階段的第三代光纖陀螺傳感器;光纖水聽器是在光纖、光電子技術基礎上的一種水下聲音信號傳感器,這種傳感器通過高度靈敏的光纖相干檢測,把水中的聲音信號轉換成光信號,再通過光纖傳到信號處理系統轉換為聲音信號,這種傳感器按原理可以分為干涉型、強度型、光柵型等類型;在光纖光柵傳感器的產品中包括應變傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器,其中光纖bragg光柵傳感器是這幾年的研究熱點,它們大部分屬于光強型和干涉型,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,面對著強大電流的測量問題,光纖電流傳感器可以很好的避免一些由于電力過強而引發的事故。

建設工程物聯網的應用

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、橋梁裂縫等安全事故,這既給人們的生命和財產安全帶來嚴重威脅,又對我國的經濟發展產生一定的影響。但是,如果把光纖傳感器放置在建筑物內,便可以及時了解橋梁是否出現變形、橋梁承載的負荷情況等,并且也可以借助張力傳感器探測隧道易發生探討的部位是否發生變形,我們將這些信息和互聯網相連接,便形成了光纖物聯網,進而可以長期對這些基礎建設工程進行監測,減少與避免安全事故的出現。

農業物聯網方面的應用

我國是一個農業大國,大多數人都居住在農村,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,物聯網的發展使我國農業發展取得了巨大進步。一般來說,將傳感技術應用在農作物的生長、收獲、存儲等多個方面,這樣一來,就形成了一個物聯網,從而達到農業生產與管理達到高產與低耗的目的。

在農作物生長過程中,借助光纖溫度傳感器濕度傳感器等對作物生長的溫度、濕度、土壤成分等進行監測,這樣一來,將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適合值,從而使農作物生長在一個適宜的環境中,實現高產的目的。除此之外,也可以借助光纖傳感器感知糧食儲備環境的信息,正確指導工作人員對糧食進行翻曬等。

周界入侵防范系統的應用

近年來,光纖傳感技術的發展的一新領域為周界入侵防范系統。然而,在當前防范系統的應用的傳感器類型有很多種,所以,出現了很多種解決方案。但是,從技術上來說,都是利用光纖周界入侵傳感器來獲得外界侵擾因素的信息,同時發出報警信號。現如今,此技術已經被廣泛應用到發電站、軍事等領域。

其它方面的應用

在實際應用過程中,因光纖傳感器擁有抗干擾的優勢,所以,通常要將光纖傳感器應用在不適宜用電傳感器的場所,特別是在國防上,會將光纖傳感器應用在光纖制導、航空航天等的探測;然而,在電力系統中,則是通常會用在超大型電機的轉子、電壓、變壓器電流等方面;除此之外,還可以將光纖傳感器用于油氣開采過程中對地下溫度、輸油管道的監測。將上述這些和互聯網結合在一起,便可以形成一個更大的物聯網,這樣一來,才能有效進行安全生產與管理。

結語

總體來說,當前,由于光纖傳感器具有很多的優點從而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。因物聯網的核心部件就是傳感器,再加上,近年來,隨著我國傳感技術的迅猛發展,從而使得光纖傳感技術在物聯網中的應用成為人們研究的焦點問題,而且為人們的生產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,在今后幾年內,物聯網必將會有萬億元的市場容量,可以說,比單獨的互聯網產業要高出3倍左右。

國家在積極發展物聯網過程中,如果傳感器技術發展停滯不前,那么物聯網所需的多種傳感器必須要從國外進口,這樣一來,會使傳感器市場被國外所占有,既損失了更多資金,又使國家的經濟發展失去了保障。在今后幾年內,各個領域將會廣泛應用物聯網技術,為國家的經濟和社會發展作出巨大的貢獻,因此,我們必須對光纖傳感器在物聯網中的應用進行更深入的研究和探討。


 

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[責任編輯:szmohl123]
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