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光纤传感器助力物联网发展

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摘要:光纤传感器助力物联网发展

近年来,随着我国传感技术的迅猛发展,也使得光纤传感技术在物联网中的应用成为人们研究的焦点问题,由于传感器在物联网中有广泛的应用前景,因此,相关研究机构大胆预测,在光纤传感的支撑下,物联网必将会有万亿元的市场容量。

自出现光纤传感器后,它的优势与应用引起了各个国家人们的高度关注。并且对光纤传感技术进行了深入的研究。现如今,通过光纤传感器可以对位移、温度、速度、角度等物理量进行测量。现如今,很多西方发达国家将对光纤传感器研究的重点放在光纤控制系统、核辐射监控、民用计划等多个方面,同时已经取得了可喜的成绩。

我国对光纤传感器的研究起步较晚,有很多研究所、企业等对光纤传感器的深入研究促进了光纤传感技术的发展。在2010年,张旭平的关于“布里渊效应连续分布式光纤传感技术”通过了专家的鉴定。专家组都认为此技术有很强的创新性,技术已达到世界先进水平,因此,有广阔的发展前景。此技术的发展主要是应用了物联网技术,从而加速了我国物联网的发展。

传感器成为物联网极其重要的一组成部分。因此,传感器性能好坏决定了物联网的性能好坏。可以说,物联网获得信息的主要手段为传感器。这样一来,传感器所采集信息的可靠性与准确性都会对控制节点处理和传输信息产生一定影响。由此看来,传感器的可靠性、抗干扰性等都会对物联网应用性能发挥举足轻重的作用。

光纤传感技术在物联网中的应用

物联网的发展必须要借助大量传感器获得各种环境参数,从而为物联网更可靠的数据信息,再经过系统的处理,得到人们需要的结果。

目前应用最广的光纤传感器有四种,分别是光纤陀螺、光纤水听器、光纤光栅传感器和光纤电流传感器。其中,光纤陀螺有干涉型、谐振型和布里渊型三种类型,干涉型光纤陀螺是技术上很成熟的第一代商品化阶段,谐振光纤陀螺是处于实验室研究阶段的第二代,布里渊型光纤陀螺是在理论研究阶段的第三代光纤陀螺传感器;光纤水听器是在光纤、光电子技术基础上的一种水下声音信号传感器,这种传感器通过高度灵敏的光纤相干检测,把水中的声音信号转换成光信号,再通过光纤传到信号处理系统转换为声音信号,这种传感器按原理可以分为干涉型、强度型、光栅型等类型;在光纤光栅传感器的产品中包括应变传感器、温度传感器和压力传感器,其中光纤bragg光栅传感器是这几年的研究热点,它们大部分属于光强型和干涉型,并且各有利弊。自今年来电力的发展是突飞猛进的,这种情况下,面对着强大电流的测量问题,光纤电流传感器可以很好的避免一些由于电力过强而引发的事故。

1.建设工程物联网的应用

现如今,在公路、桥梁等的工程建设过程中,常常会发生隧道坍塌、火灾、桥梁裂缝等安全事故,这既给人们的生命和财产安全带来严重威胁,又对我国的经济发展产生一定的影响。但是,如果把光纤传感器放置在建筑物内,便可以及时了解桥梁是否出现变形、桥梁承载的负荷情况等,并且也可以借助张力传感器探测隧道易发生探讨的部位是否发生变形,我们将这些信息和互联网相连接,便形成了光纤物联网,进而可以长期对这些基础建设工程进行监测,减少与避免安全事故的出现。

2.农业物联网方面的应用

我国是一个农业大国,大多数人都居住在农村,因此,农业的发展对我国经济的发展极其重要。可以说,近年来,物联网的发展使我国农业发展取得了巨大进步。一般来说,将传感技术应用在农作物的生长、收获、存储等多个方面,这样一来,就形成了一个物联网,从而达到农业生产与管理达到高产与低耗的目的。

在农作物生长过程中,借助光纤温度传感器、湿度传感器等对作物生长的温度、湿度、土壤成分等进行监测,这样一来,将监测信息及时反馈给系统,再由系统中的控制设备来条件这些参数到一个适合值,从而使农作物生长在一个适宜的环境中,实现高产的目的。除此之外,也可以借助光纤传感器感知粮食储备环境的信息,正确指导工作人员对粮食进行翻晒等。

3.周界入侵防范系统的应用

近年来,光纤传感技术的发展的一新领域为周界入侵防范系统。然而,在当前防范系统的应用的传感器类型有很多种,所以,出现了很多种解决方案。但是,从技术上来说,都是利用光纤周界入侵传感器来获得外界侵扰因素的信息,同时发出报警信号。现如今,此技术已经被广泛应用到发电站、军事等领域。

4.其它方面的应用

在实际应用过程中,因光纤传感器拥有抗干扰的优势,所以,通常要将光纤传感器应用在不适宜用电传感器的场所,特别是在国防上,会将光纤传感器应用在光纤制导、航空航天等的探测;然而,在电力系统中,则是通常会用在超大型电机的转子、电压、变压器电流等方面;除此之外,还可以将光纤传感器用于油气开采过程中对地下温度、输油管道的监测。将上述这些和互联网结合在一起,便可以形成一个更大的物联网,这样一来,才能有效进行安全生产与管理。

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