光纖傳感器是近年來勢頭正猛的“科技新貴”,因為它有極高的靈敏度和精度、抗電磁干擾、高緣強度、耐腐蝕、能與數(shù)字通信系統(tǒng)兼容等優(yōu)點,已被廣泛應用于電網(wǎng)系統(tǒng)、道路監(jiān)控、軌道交通、食品安全等優(yōu)先域。
科技新貴之光纖傳感器
光纖傳感技術是一種新型傳感技術。通過光的反射、折射和吸收效應,光學多普勒效應、聲光、電光、磁光和彈光效應等,可使光波的振幅、相位、偏振態(tài)和波長等參量直接或間接地發(fā)生變化,因而可將光纖作為敏感元件來探測各種物理量。
中國已成為全球光纖傳感器消費大國,在國產(chǎn)化進程有一定的突破。據(jù)了解,以南京大學、深圳中科傳感為代表的大學及研究院等機構,基本掌握了全套的光纖傳感器方案。而在光纖傳感系統(tǒng)的核心部件上,廈門彼格的窄帶光源、世維通的鈮酸鋰波導等為代表相關的器件,都不甘落后爭相實現(xiàn)自主研發(fā)。
縱觀整個行業(yè)市場,目前中國光纖傳感器的自主研發(fā)仍是“短板”,總體市場化水平仍落后外國。據(jù)統(tǒng)計,中國傳感器新品研制率落后美日等國近10年,產(chǎn)業(yè)化水平落后10-15年。未來,中國光纖傳感市場產(chǎn)業(yè)化格局有待提升,物聯(lián)網(wǎng)技術的加持,將推動中國光纖傳感市場走向新一輪發(fā)展高峰。
光纖傳感器應用場景分析
物聯(lián)網(wǎng)儼然已經(jīng)成為光纖傳感器國產(chǎn)化的重要推手。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須要借助大量傳感器獲得各種環(huán)境參數(shù),從而為物聯(lián)網(wǎng)提供更可靠的數(shù)據(jù)信息,再經(jīng)過系統(tǒng)的處理,得到人們需要的結果。可見,光纖技術在物聯(lián)網(wǎng)中有很廣闊的應用前景。
正是敏銳捕捉到光纖傳感器技術在上述優(yōu)先域日益緊密的行業(yè)風向,第八屆中國(北京)國際光纖傳感技術及應用大會暨展洽會致力于拓展光纖傳感器科技應用優(yōu)先域終端,聚焦智能電網(wǎng)、礦山安全、軌道交通、海洋與環(huán)境、地質與水利等各個應用行業(yè),展現(xiàn)國內巨頭企業(yè)相應的創(chuàng)新綜合解決方案。
光纖傳感器在智能電網(wǎng)優(yōu)先域起到重大作用。利用光纖傳感技術對輸電線路進行安全監(jiān)控,通過對輸電線路上發(fā)生的觸碰光纜、接頭盒、光芯等擾動的實時監(jiān)測,采集和分析信息,判定擾動發(fā)生的位置、類型、強度,以幫助線路維護人員及時發(fā)現(xiàn)輸電線路的破壞行為,有效解決對線路損毀的預警監(jiān)測,為電力系統(tǒng)提供告警、智能分析和輔助決策支持。
光纖傳感器也同樣發(fā)力道路安全優(yōu)先域。伴隨著工業(yè)與交通運輸?shù)陌l(fā)展,橋梁的跨度增加以及結構的復雜趨勢,使得其安全隱患受到更多的關注。把光纖傳感系統(tǒng)埋入水泥結構形成能夠感知應力和斷裂損傷的能力。同時,利用張力傳感器感受隧道容易發(fā)生塌方的局部的變形情況,這些信息可以與互聯(lián)網(wǎng)相結合,實現(xiàn)對這些基礎設施的長期穩(wěn)定的實時監(jiān)測,減少事故的發(fā)生。
光纖傳感器在軌道交通優(yōu)先域的作用也不容小覷。以中國自主研發(fā)的高鐵列車代表作——和諧號380AL為例,一輛列車里的傳感器數(shù)量多達1000多個,平均每40個零部件里就有一個是傳感器。它們承擔著狀態(tài)監(jiān)視、故障報警、車載設備控制等功能。中國工程院院士、中車株洲所總經(jīng)理丁榮軍曾一語道破光纖傳感器的重大作用,它對于收集列車的運行狀態(tài)信息、高速綜合檢測列車、鋼軌探傷、軌道狀態(tài)遠程監(jiān)測、室內外環(huán)境綜合傳感等方面都起到了不可或缺的作用。