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光纖傳感器在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的關(guān)鍵作用
光纖傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
　　跟著現(xiàn)代科學(xué)技能的開展，光纖傳感器技能敏捷興起，并越來越多的運(yùn)用于平常日子的方方面面，大有替代電子傳感器的趨勢(shì)。這些年，傳感器在朝著活絡(luò)、**、適應(yīng)性強(qiáng)、細(xì)巧和智能化的方向開展。在這一進(jìn)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器宗族的新成員倍受青睞。在新式的物聯(lián)網(wǎng)技能推進(jìn)下，如何將光纖傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技能完滿交融無疑將成為當(dāng)今科學(xué)技能研討的熱點(diǎn)疑問。
　1.光纖傳感器與物聯(lián)網(wǎng)技能的交融
　　傳感網(wǎng)絡(luò)
　　傳感網(wǎng)絡(luò)是由很多傳感器節(jié)點(diǎn)組成的有線或無線通訊網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)密布散布在所重視的物或事物的內(nèi)部或周圍，完成對(duì)物的銜接、感知和監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)中的傳感網(wǎng)技能首要包含無線傳感網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)。因?yàn)橥ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)通常需要傳感器長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)在長(zhǎng)間隔、大溫差、高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)或許愈加惡劣的自然環(huán)境中，光纖傳感器因其重量輕、活絡(luò)度高、抗電磁攪擾才能強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸**等許多長(zhǎng)處，既能一起勘探光波的多種參數(shù)改動(dòng)又能進(jìn)步信號(hào)傳輸?shù)?*性和穩(wěn)定性，具有無線傳感網(wǎng)不具有的優(yōu)勢(shì)。因而，在物聯(lián)網(wǎng)的開展中提出了“光纖物聯(lián)網(wǎng)”，即光纖傳感與通訊一體化網(wǎng)絡(luò)。散布式光纖傳感網(wǎng)因傳輸容量大、速度快，使光纖傳感與通訊一體化傳輸成為了實(shí)際。
　 2.光纖傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的運(yùn)用
　　光纖傳感器當(dāng)時(shí)能夠直接或間接丈量近百種物理量、化學(xué)量和生物量，首要運(yùn)用在以下幾個(gè)方面：
　　1)石油工業(yè)
　　石油工業(yè)中，通常選用石油測(cè)井技能丈量井下的溫度、流量以及壓力等物理量，經(jīng)過對(duì)各物理量的剖析實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)井下狀況，并對(duì)能夠呈現(xiàn)的各種疑問提早做出預(yù)判。在丈量各物理量時(shí)，需要戰(zhàn)勝惡劣的環(huán)境要素包含高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕和電磁攪擾等。關(guān)于傳統(tǒng)的電子傳感器來說，戰(zhàn)勝這些要素好不簡(jiǎn)單或許需要更多額定的本錢和技能投入，而光纖傳感器憑仗本身的特色就能夠戰(zhàn)勝這些極點(diǎn)環(huán)境，又因?yàn)楣饫w傳感器能夠完成散布丈量，因而在石油測(cè)井技能中具有寬廣的運(yùn)用遠(yuǎn)景。
　　當(dāng)時(shí)在石油測(cè)井技能中，能夠運(yùn)用光纖傳感器完成井下石油流量、溫度、壓力和含水率等物理量的丈量。如今較老練的運(yùn)用是選用非本征光纖F—P腔傳感器丈量井下的壓力和溫度。非本征光纖F-P腔傳感器運(yùn)用光的多光束干與原理，當(dāng)被測(cè)的溫度或許壓力發(fā)生改動(dòng)時(shí)干與條紋改動(dòng)，光纖F—P腔的腔長(zhǎng)也隨之發(fā)生改動(dòng)，經(jīng)過核算腔長(zhǎng)的改動(dòng)完成溫度和壓力的丈量。SLED光源宣布的光耦合到多模光纖中，經(jīng)耦合器和光纖傳給傳感頭，F(xiàn)—P腔置于被測(cè)環(huán)境中，入射到F—P腔的信號(hào)經(jīng)反射后再次經(jīng)過光纖和耦合器傳給微型光譜儀。核算機(jī)收集微型光譜儀的光譜經(jīng)干與解調(diào)核算出F-P腔的腔長(zhǎng)，*終經(jīng)過標(biāo)定斷定其對(duì)應(yīng)的溫度和壓力。
　　2)電力工業(yè)
　　在電力體系中，為了能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)體系能夠呈現(xiàn)的各種**危險(xiǎn)，需要采納有用辦法對(duì)體系內(nèi)的各條線路和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以保持體系的**運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)轶w系通常作業(yè)在高電壓、大電流的狀況下，還有有些置于高空中，這些要素都為體系的監(jiān)測(cè)帶來了不便利。光纖傳感器因其具有較強(qiáng)的抗電磁攪擾才能和較寬的作業(yè)頻率能夠在電力體系中用于電流、電壓、溫度等參數(shù)的丈量。
　當(dāng)時(shí)，用散布式光纖傳感器丈量高壓電力線的溫度已在國(guó)外得到廣泛運(yùn)用，在國(guó)內(nèi)的研討也現(xiàn)已開端。在各種散布式光纖傳感器中，根據(jù)布里淵時(shí)域反射(BOTDR)的散布式光纖傳感器是一個(gè)重要的開展方向。光源LD宣布的光經(jīng)AOM調(diào)制成脈沖信號(hào)后被EDFA擴(kuò)大，擴(kuò)大后的脈沖信號(hào)經(jīng)光纖光柵濾波后耦合剄傳感光纖，光纖的背向瑞利散射和布里淵散射經(jīng)過耦合器輸出到干與儀，布里淵散射信號(hào)被提取出來后經(jīng)PD監(jiān)測(cè)再被擴(kuò)大器擴(kuò)大后用數(shù)字示波器顯現(xiàn)收集到的波形信號(hào)，*終經(jīng)過對(duì)波形的剖析取得監(jiān)測(cè)的參數(shù)改動(dòng)。
　　因?yàn)橹袊?guó)各地環(huán)境區(qū)別較大，在不一樣環(huán)境中光纜的功能也將遭到不一樣程度的改動(dòng)，而瑞利散射光根本不受外界環(huán)境中溫度和應(yīng)力的影響，這種根據(jù)BOTDR的散布式光纖傳感器不能檢測(cè)環(huán)境溫度和應(yīng)力對(duì)光纖功能的影響，因而這種傳感器的運(yùn)用也遭到了必定的約束。選用相干檢測(cè)技能的BOTDR傳感體系丈量的是光纖的自發(fā)布里淵散射信號(hào)，雖然其信號(hào)強(qiáng)度弱小，但能夠經(jīng)過相干檢測(cè)進(jìn)步體系信噪比。這種傳感體系布局簡(jiǎn)略，完成便利，能夠一起監(jiān)測(cè)光纖斷點(diǎn)、損耗、溫度和應(yīng)變等多個(gè)參數(shù)的改動(dòng)。當(dāng)時(shí)該體系已完成了間隔30 km以上、溫度分辨率4℃、應(yīng)變分辨率100μs、空間分辨率20 m的溫度和應(yīng)變的一起丈量，在只丈量溫度時(shí)，丈量間隔可達(dá)150 km。

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