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光纤传感器在物联网技术中的关键作用

光纤传感器在物联网的应用
　　跟着现代科学技能的开展，光纤传感器技能敏捷兴起，并越来越多的运用于平常日子的方方面面，大有替代电子传感器的趋势。这些年，传感器在朝着活络、**、适应性强、细巧和智能化的方向开展。在这一进程中，光纤传感器这个传感器宗族的新成员倍受青睐。在新式的物联网技能推进下，如何将光纤传感器与物联网技能完满交融无疑将成为当今科学技能研讨的热点疑问。
　1.光纤传感器与物联网技能的交融
　　传感网络
　　传感网络是由很多传感器节点组成的有线或无线通讯网络，节点密布散布在所重视的物或事物的内部或周围，完成对物的衔接、感知和监控。物联网中的传感网技能首要包含无线传感网和光纤传感网。因为通讯网络通常需要传感器长时刻作业在长间隔、大温差、高压、强磁场或许愈加恶劣的自然环境中，光纤传感器因其重量轻、活络度高、抗电磁搅扰才能强、数据传输**等许多长处，既能一起勘探光波的多种参数改动又能进步信号传输的**性和稳定性，具有无线传感网不具有的优势。因而，在物联网的开展中提出了“光纤物联网”，即光纤传感与通讯一体化网络。散布式光纤传感网因传输容量大、速度快，使光纤传感与通讯一体化传输成为了实际。
　 2.光纤传感器在物联网中的运用
　　光纤传感器当时能够直接或间接丈量近百种物理量、化学量和生物量，首要运用在以下几个方面：
　　1)石油工业
　　石油工业中，通常选用石油测井技能丈量井下的温度、流量以及压力等物理量，经过对各物理量的剖析实时的监测井下状况，并对能够呈现的各种疑问提早做出预判。在丈量各物理量时，需要战胜恶劣的环境要素包含高温、高压、强腐蚀和电磁搅扰等。关于传统的电子传感器来说，战胜这些要素好不简单或许需要更多额定的本钱和技能投入，而光纤传感器凭仗本身的特色就能够战胜这些极点环境，又因为光纤传感器能够完成散布丈量，因而在石油测井技能中具有宽广的运用远景。
　　当时在石油测井技能中，能够运用光纤传感器完成井下石油流量、温度、压力和含水率等物理量的丈量。如今较老练的运用是选用非本征光纤F—P腔传感器丈量井下的压力和温度。非本征光纤F-P腔传感器运用光的多光束干与原理，当被测的温度或许压力发生改动时干与条纹改动，光纤F—P腔的腔长也随之发生改动，经过核算腔长的改动完成温度和压力的丈量。SLED光源宣布的光耦合到多模光纤中，经耦合器和光纤传给传感头，F—P腔置于被测环境中，入射到F—P腔的信号经反射后再次经过光纤和耦合器传给微型光谱仪。核算机收集微型光谱仪的光谱经干与解调核算出F-P腔的腔长，*终经过标定断定其对应的温度和压力。
　　2)电力工业
　　在电力体系中，为了能够及时发现体系能够呈现的各种**危险，需要采纳有用办法对体系内的各条线路和网络进行实时监测以保持体系的**运转。因为体系通常作业在高电压、大电流的状况下，还有有些置于高空中，这些要素都为体系的监测带来了不便利。光纤传感器因其具有较强的抗电磁搅扰才能和较宽的作业频率能够在电力体系中用于电流、电压、温度等参数的丈量。
　当时，用散布式光纤传感器丈量高压电力线的温度已在国外得到广泛运用，在国内的研讨也现已开端。在各种散布式光纤传感器中，根据布里渊时域反射(BOTDR)的散布式光纤传感器是一个重要的开展方向。光源LD宣布的光经AOM调制成脉冲信号后被EDFA扩大，扩大后的脉冲信号经光纤光栅滤波后耦合刭传感光纤，光纤的背向瑞利散射和布里渊散射经过耦合器输出到干与仪，布里渊散射信号被提取出来后经PD监测再被扩大器扩大后用数字示波器显现收集到的波形信号，*终经过对波形的剖析取得监测的参数改动。
　　因为中国各地环境区别较大，在不一样环境中光缆的功能也将遭到不一样程度的改动，而瑞利散射光根本不受外界环境中温度和应力的影响，这种根据BOTDR的散布式光纤传感器不能检测环境温度和应力对光纤功能的影响，因而这种传感器的运用也遭到了必定的约束。选用相干检测技能的BOTDR传感体系丈量的是光纤的自发布里渊散射信号，虽然其信号强度弱小，但能够经过相干检测进步体系信噪比。这种传感体系布局简略，完成便利，能够一起监测光纤断点、损耗、温度和应变等多个参数的改动。当时该体系已完成了间隔30 km以上、温度分辨率4℃、应变分辨率100μs、空间分辨率20 m的温度和应变的一起丈量，在只丈量温度时，丈量间隔可达150 km。

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