

目前,全世界正在進行著一場新的技術(shù)革命,而這場革命的主要基礎(chǔ)就是信息技術(shù)?,F(xiàn)代的信息技術(shù)主要有三大支柱:一是信息的采集技術(shù)(傳感器技術(shù)),二是信息的傳輸技術(shù)(通信技術(shù)),三是信息的處理技術(shù)(計算機技術(shù))。傳感器技術(shù)在其中占有重要的地位。傳感器的性能在很大程度上決定著整個信息技術(shù)的性能,其生產(chǎn)能力與應用水平直接影響到信息技術(shù)的發(fā)展與應用。
傳感器(Transducer/Sensor)是與人的感覺器官相對應的元件。它的歷史可以追溯到遠古時代。而以電量作為輸出的傳感器,其發(fā)展歷史 短,但是隨著真空管和半導體等有源元件的性的提高,以及計算機技術(shù)的不斷進步,這種傳感器也了發(fā)展。在 標準GB7665-87中對傳感器下的定義是:“能夠感受規(guī)定的被測量并按照 的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。敏感元件(Sensing element),是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分;轉(zhuǎn)換元件(Transduction element),是指傳感器中能將敏感元件感受的或響應的被探測量轉(zhuǎn)換成適于傳輸和測量的電信號的部分。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,廣泛采用自動檢測系統(tǒng)進行實時測量及分析產(chǎn)品性能,并采用自動控制系統(tǒng)對產(chǎn)品加工過程進行實時控制。
現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展為信息轉(zhuǎn)換與處理提供了完善的手段,使檢測與控制技術(shù)發(fā)展到一個嶄新的階段。因此,傳感器技術(shù)也越來越顯得重要。“沒有傳感器技術(shù)就沒有現(xiàn)代技術(shù)”的觀點現(xiàn)在已為全世界所公認。它將是21世紀人們在高發(fā)展方面爭奪的一個制高點,世界各國都將傳感器技術(shù)列為發(fā)展的高,視為現(xiàn)代高發(fā)展的關(guān)鍵。從20世紀90年代起,日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高之 , 等西方 也將此技術(shù)列為 科技和技術(shù)發(fā)展的內(nèi)容。我國從20世紀90年代以來也已將傳感器技術(shù)列為 高發(fā)展的。
未來的傳感器將向著小型化、集成化、多功能化、智能化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展。同時,由多個微傳感器、微執(zhí)行器及信號的數(shù)據(jù)處理器總裝集成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也越來越引起人們的關(guān)注,加速了新一代傳感器的和產(chǎn)業(yè)化。
光纖傳感技術(shù)是20世紀70年代末發(fā)展起來的一門嶄新的技術(shù),是傳感器技術(shù)的新成員。它是伴隨著光導纖維及光纖通信技術(shù)發(fā)展而形成的。
光纖作為遠距離傳輸光波信號的媒質(zhì), 早用于光通信技術(shù)中。但是,人們很快就發(fā)現(xiàn),通信質(zhì)量易受干擾的一個原因是光纖對外界環(huán)境因素敏感,如溫度、壓力、電場、磁場等環(huán)境條件的變化,將引起光波參量,如強度、相位、頻率、偏振態(tài)等的變化,人們很快由此提出了光纖傳感的概念。
由于光纖本身的特性,因此相比于傳統(tǒng)的傳感器,光纖傳感器具有許多優(yōu)點,主要有:
1.與其它傳感器相比,具有很高的靈敏度。
2.頻帶寬,動態(tài)范圍大。
3.可根據(jù)實際需要做成各種形狀。
4.可以用相似的技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)成傳感不同物理量的傳感器,包括聲場、磁場、壓力、溫度、加速度、轉(zhuǎn)動(陀螺)、位移、液位、流量、電流、輻射等。
5.便于與計算機和光纖傳輸系統(tǒng)相連,易于實現(xiàn)系統(tǒng)的遙測和控制。
6.可用于高溫、高壓、強電磁干擾、腐蝕等各種惡劣環(huán)境。
目前,人們在各個對光纖傳感器進行深入研究,使光纖傳感技術(shù)獲得了發(fā)展。比如在航天(飛機及航天器各部位的壓力、溫度傳感、陀螺)、航海(聲納)、石油化工(液面、流量)、電力工業(yè)(高壓輸電網(wǎng)的電流、電壓計量)、核工業(yè)(放射劑量、原子能發(fā)電站泄漏劑量監(jiān)測)、器械(血液流速、血壓及心音測量)、研究(地球自轉(zhuǎn)、敏感蒙皮)等技術(shù)都取得了很多的研究成果。
光纖傳感器一般由三部分組成,除光纖之外,還 有光源和光探測器兩個重要部件。
光纖傳感器一般分為兩大類:一類是利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器,稱為功能型傳感器;另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用, 在光纖端面或中間加裝其它敏感元件才能構(gòu)成傳感器,它稱為傳光型傳感器。
由于普通光纖的敏感因素太多,因此,用作光纖傳感器的光纖 是一些具有 性能的光纖,稱之為特種光纖。它們可以地減弱或交叉敏感問題。
光纖傳感器可以測量多種物理量,目前已經(jīng)實用的光纖傳感器可測量物理量達70多種。因此,光纖傳感器具有廣闊的發(fā)展前景。