混凝土面板堆石坝面板裂缝光纤传感技术研究 蔡德 何薪基

郑勇吴晓明

蒋雄伟王振华

光纤传感技术用于检测地下电力电缆故障 张晓虹 贾志东谢恒

分布式光纤传感在井下瓦斯检测中的应用 蒋洪涛

光纤辐射式温度测试仪的研究 张景超

光纤传感器在桥梁工程中的应用现状 王丹生 ,朱宏平

参考文章：

六、总结

西部大开发是国家的重大策略，在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇，信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心，仍然是推动社会进步的重要动力，信息技术、网络技术的发展，网络经济有着强大的生命力，信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业，光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。应该看到，光纤接头。随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，在挤出了网络泡沫的水份之后，但应看到，特别是与整个电信行业的发展有密切的关系，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展

5、抓住西部大开发的大好机遇，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展

光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响，逐步推广新的施工方法，在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间，为了保证光缆网络工作的可靠性，这些方式已经起到明显的作用。听说地埋光缆。由此可见，并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中，保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备，同时对光缆网进行自动监测，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆，为了适应城市施工的特点，看看光缆熔接。走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。

4、冷静地审视当前电信市场的发展，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，虽然紧跟了先进技术，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，对接入光缆也会有更多的要求，接入网和用户驻地网具有很多的特色，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，海底光缆。会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，开发适应时代的新产品

目前，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。

3、改进光缆电缆的施工和维护方法

电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，因此我们作为世界第二的光缆大国，仅占10％。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，我国自主申请的只有9件，国内光通信核心技术专利是90件，其中光纤光缆37件。还有资料报道：从1997年以来，而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件，光缆熔接。光缆只有19件，其中光纤38件，1997～1999年国内企业申请光通信专利的有132件，竞争力不强。有资料统计，技术含量较低，没有自主的知识产权，但大多产品单一，国内有近200家光纤光缆厂，但是应该看到这种比例仍是很小的，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，我国光缆电缆技术有很大发展，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。

2、要努力创新发展，一般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，可保证大容量高速率的光缆不中断传输

虽然这几年来，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。

1、 现阶段必须大力促进我国的自主知识产权的发展

五、对光缆技术发展的一些看法

光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中，使之得到充分保护。2、光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，也应配合具体环境和使用条件加以考虑，到2005年预计可达到km。光纤。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题，每年增加约2500km，OPGW光缆的需求将会逐年上升，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，于套管外面再加上一层不锈钢管，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。

8）架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，减轻光缆的重量，尽量减小ADSS光缆的外径，如何在满足要求的前提下，每年电力部门对ADSS光缆需求约km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内，在电力通信网中已得到大量的应用。光纤。预计2000～2005年，架空使用非常方便，而且重量轻、外径小，并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。

7）全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，事实上光缆分线箱。如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。

6）采用了纳米材料的光缆：近来，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，光缆重量要准确，要求光缆与管道之间有一定的系数，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，随后也有可能形成相应的国际标准。光纤传感器的原理与应用。

5）微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，为建设类似的水下光缆提供了一组规范，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-T G.972定义下的浅水光缆建议，易于安装和运输，但要求结构简单、成本较低，需要的光纤数不多（中等），无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境，适合于在海岸边上、浅水中安装，其实光纤传感器的原理与应用。MTC）：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。

4）浅水光缆（Marinized Terrestrail Cable，而且要适应海底的环境，它要求长距离、低衰减的传输，以及无卤性阻燃塑料等。

3）海底光缆：看看原理。海底光缆近年来有根快的发展，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，如对室内用缆，如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料，特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，对通信外部设备，LCA）的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估（Life CycleAnalysis，都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议，光缆稳定剂中有时含铅，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，开发了生态光缆，事实上传感器。好处更加明显。

2）生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中，生产使用中也显得干净卫生，设备投资小、成本低，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，操作使用比较方便安全；其次，因为阻水材料不含粘性脂类，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，出现了如下一些类型：

1）“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，使光缆性能有明显改进。 不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用，促进了光缆结构的改进，配套设计；

③光缆新材料的出现，海底光缆。必须统一考虑，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标；

②光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，光纤生产厂家。这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。

①光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，因为光栅的中心波长随折射率的变化而变化，这对于心脏监测是非常重要的。想知道光纤。

光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，看着光缆价格。而光栅间倏失波的相互作用以及环境中的化学物质的浓度变化都会引起折射率的变化。

⑴光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现

1、光缆技术的发展特点

四、光纤在光缆通信中的应用

光纤光栅传感器可用于化学传感，结合脉功率就可知道心脏的血液输出量，可测量肺动脉血液的温度，并注射人一种冷溶液，医生把嵌有光纤光栅的热稀释导管插入病人心脏的右心房，从而成为电力工业应用的理想选择。电线的载重量、变压器绕线的温度、大电流等都可利用光纤光栅传感器测量。

5、在化学传感中的应用

光纤光栅传感器还可用来测量心脏的效率。在这种方法中，从而成为电力工业应用的理想选择。电线的载重量、变压器绕线的温度、大电流等都可利用光纤光栅传感器测量。

4、在医学中的应用

光纤光栅传感器因不受电磁场干扰和可实现长距离低损耗传输，光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域，并正在进入局域网和室内综合布线系统。目前，这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤光缆在我国的发展可以分为这样几个阶段：对光缆可用性的探讨；取代市内局间中继线的市话电缆和PCM电缆；取代有线通信干线上的高频对称电缆和同轴电缆。这两个取代应该说是完成了；现正在取代接入网的主干线和配线的市话主干电缆和配线电缆，现在普遍运用于分布式光纤传感器系统中）

3、在电力工业中的应用

它是将传感元件、驱动元件以及信息处理控制系统集成于主体材料中 ,使制成的构件不仅具有承受载荷、传递运动的能力 ,而且具有检测多种参数 (如应力、应变、损伤、温度、压力等 )、分析、处理及控制等多种功能。它出现时间不长 ,但已成为目前国内外研究的热点。光纤快速接续连接器。具有智能材料结构特点的智能桥梁能对智能材料结构的动作流程图桥梁的施工质量、运营中的应力状态以及其它多种参数进行长期实时在线监测 ,并根据对大量传感信息的实时综合分析采取适当、及时的控制措施 ,因而可以极大地提高工程结构的安全性和可靠性 ,避免灾难性事故的发生。

④光纤传感器在智能大桥中的应用

光缆通信在我国已有20多年的使用历史，致使光损耗增大；OTDR检测到全过程的散射光强分布。（OTDR是一种用于光纤通信故障定位的技术，光纤产生微弯或挠曲，受深部变形作用，全部是传感部分，就是基于微弯衰减的传感机制。埋入洞内的光纤，利用光纤监测地下深部变形，产生衰减，使光损耗增加，该处的微弯将破坏光波导的全反射条件，进而引起埋入光纤的微弯，听说光缆厂家。导致裂缝或滑移（错动）的产生，必将挤压砂浆体产生相应形变，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位

③光纤传感器在光纤光缆中的应用

当地下深部发生变形时，送入信号处理系统便可将温度信号实时显示出来，将散射回来的光波经波分复用、检测解调后，想知道光纤快速接续连接器。这些后向散射光波的状态受到所在光纤散射点的温度影响而有所改变，那么它在光纤中传输的同时不断产生后向散射光波，在光纤中注入一定能量和宽度的激光脉冲，可以用计算机对传感信号进行远程控制。

②光纤传感器在裂缝监测中的应用

它是利用光在光纤中传输能够产生后向散射，对结构进行准分布式检测，多个光纤光栅传感器可以串接成一个传感网络，以监视结构的缺陷情况。另外，对结构同时进行冲击检测、形状控制和振动阻尼检 测等，可以预知结构局部的载荷及状况。光纤光栅传感器可以贴在结构的表面或预先埋入结构中，嵌人材料中的光纤光栅传感器是实现多点多轴向应变和温度测量的理想智能元件。

①光纤传感器在温度测试中的应用

民用工程的结构监测是光纤光栅传感器最活跃的领域。力学参量的测量对于桥梁、矿井、隧道、大坝、建筑物等的维护和状况监测是非常重要的。通过测量上述结构的应变分布，应用。实际上飞机的复合材料中存在两个方向的应变，因 此最灵巧的光纤光栅传感器是最好的选择。另外，尺寸尽量小，故传感器的重量要尽量轻，通常需要100多个传感器，为了监测一架飞行器的应变、温度、振动、起落驾驶状态、超声波场和加速度情况，而且可测量海浪对湿甲板的抨击力。具有干涉探测性能的16路光纤光栅复用系统 成功实现了在带宽为5kHz范围内、分辨率小于10nε/(Hz)1/2的动态应变测量。另外，因此波长复用能力极强 的光纤光栅传感器最适合于船体检测。光纤光栅传感系统可测量船体的弯曲应力，对于普通船体大约需要100个传感器，需要了解其不同部位的变形力矩、剪切压力、甲板所受的抨击力，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)。 为全面衡量船体的状况，对于快速航运或飞行具有重要意义，而且可以减轻船体或航天器的重量，调制器把待测对广播参数的调制变成功率的变化并进入光点检测器。根据背向散射光的功率及其相对于注入光脉冲的时延可以得出测场沿光纤的分布。

2、在民用工程结构中的应用

先进的复合材料抗疲劳、抗腐蚀性能较好，光纤中的背向散射光经分光束耦合进入调制器，以达到取代多台独立点传感器的目的。事实上光纤。分布式光纤系统的基本原理为：光源发出脉冲光经分光束进入光纤，迅速实现对待测场沿光纤分布的多点甚至连续点测量，分布式光纤传感器是理想的结构应变分布的监测器 ,它能在对结构无损伤的情况下 ,利用光导纤维具有的传感运输双重特性，只能对某一点做连续测量，分布式光纤传感器。我不知道海底光缆。

1、在航天器及船舶中的应用

三、光纤传感器的应用

单点光纤传感器，光纤仅作为传光元件，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，光纤快速接续连接器。因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。

②光纤传感器根据其测量范围还可分为点式光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，这一类光纤传感器又分 为光强调制型，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，同时又是敏感元件，光纤不仅起传光作用，主要使用单模光纤，发展空间相当广阔！

传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等，地埋光缆。现今光纤传感器已经能够对温度、压力、温度、振动、电流、电压、磁场等物理量进行测定，它就得到了深入的研究和广泛的应用，可进行温度、应变、压力等多种参数的分布式测量。因此自从光纤传感技术随着光纤通信技术的发展逐步形成之后，频带宽，质量轻，尺寸小，便于遥测等；而且：结构简单，易于与电脑连接，光路可挠曲，抗电磁干扰，防爆性好，电绝缘，耐腐蚀，并透入包层。

传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，发展空间相当广阔！

①按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。

2、分类：

1、特点：灵敏度高，事实上光缆价格。则进入光纤的光线便会在截面上发生折射，则光仍然可以继续前进。如果入射角超出上述范围，只要仍满足全反射定律，知道传播到光纤的另一端面。如果工作需要光纤微弯曲，并在光纤内部一同样的角度反复逐次反射，光在界面产生全反射，树脂涂层对光纤起保护作用。光纤主要分为两类﹐一是渐变光纤﹐一是跃阶光纤。前者的折射率是渐变的﹐而后者的折射率是突变的。另外还分为单模光纤及多模光纤 近年来﹐又有新的光子晶体光纤问世。依材质：石英玻璃、多组份玻璃、氟化物、塑料、液芯。 依转输方式分：单模、多模级射、多模斜射。 依折射率分：阶跃型、渐变型光纤。依工作波长分：短波长光纤、长波长光纤、超长波长光纤。光纤是基于光的全反射原理而工作的。当入射角 在此范围内时，纤芯和包层具有不同的折射率，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，学会光纤接头。再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，光纤。在调治区内，经光纤进入调制区，光源发出的光耦合进光纤，并提出了一些自己的看法。

二、光纤传感器的类型及特点

光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，最后就光纤在光缆通信上的应用做了一些具体的描述，以及光纤传感器的一些常用的应用， 一、光纤传感器的原理和组成

关键词：光纤光缆 原理 分类 应用 技术发展

摘要：学习光缆价格。本文简要介绍了光纤传感器的基本原理与特征和分类，

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