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  • 关于光纤传感器的不同种类的划分以及各自特点解析

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的光纤传感器,那么接下来让小编带领大家一起学习光纤传感器。 光纤传感器的分类 1、位调制型光纤传感器 其基本原理是:在被测能量场的作用下,光纤中光波的相位发生变化,然后利用干涉技术将相位变化转化为光强变化,从而检测出物理量被测量。相位调制光纤传感器的优点是灵敏度极高、动态测量范围大、响应速度快。缺点是对光源的要求比较高,对检测系统的精度要求比较高,所以成本也比较高。 2、度调制型光纤传感器 其基本原理是被测物理量引起光纤中传输光强的变化,通过检测光强的变化来实现被测测量。由恒定光源发出的一定强度的激光注入传感头。在传感头中,光强在被测信号的作用下发生变化,即受到外场的调制,使得输出光强的包络与被测信号的形状相同,而光电探测器测量的输出电流也以同样的方式调制。信号处理电路再次检测调制信号以获得测量信号。这种传感器的优点是结构简单、成本低、易于实现。因此,它的开发和应用较早。现已成功应用于位移、压力、表面粗糙度、加速度、间隙、力、液位、振动、辐射等测量。强度调制的方式很多,大致可分为反射式强度调制、透射式强度调制、光模强度调制、折射率和吸收系数强度调制等。一般将反射型强度调制、透射型强度调制、折射率强度调制称为外调制型,光模式称为内调制型。但由于原理的限制,容易受到光源波动和连接器损耗变化的影响,所以这种传感器只能用于干扰源较小的场合。 3、振态调制型光纤传感器 其基本原理是利用光偏振态的变化来传递被测物体的信息。光波是横波,其光矢量与传播方向垂直。如果光波的光矢量方向始终相同,但其大小随相位而变化,则这种光称为线偏振光。光矢量与光的传播方向所形成的平面就是线偏振光的振动平面。如果光矢量的大小保持不变,其方向绕传播方向匀速旋转,则光矢量末端的轨迹是一个圆,这种光称为圆偏振光。如果光矢量的大小和方向有规律地变化,并且光矢量的末端沿椭圆旋转,这种光称为椭圆偏振光。利用光波的偏振特性,可以制造偏振调制光纤传感器。在许多光纤系统中,尤其是那些包含单模光纤的系统中,偏振起着重要的作用。许多物理效应会影响或改变光的偏振态,有些效应会导致双折射。 4、长调制型光纤传感器 传统的波长调制光纤传感器是利用传感探头的光谱特性随外界物理量的变化而实现的。这种传感器大多是非功能性传感器。在波长调制光纤探头中,光纤只是简单地作为光导,即入射光被送到测量区域,返回的调制光被送到分析仪。光纤波长检测技术的关键是光源和光谱分析仪的良好性能,这对传感系统的稳定性和分辨率具有决定性影响。光纤波长调制技术主要应用于医学和化学领域。 5、率调制型光纤传感器 其基本原理是利用运动物体反射或散射光的多普勒频移效应来检测其运动速度,即光频与受光器与光源之间的运动状态有关。当它们相对静止时,它们接收光的振荡频率;当它们之间存在相对运动时,接收光的频率与其振荡频率发生偏移,频率偏移的大小与相对运动速度的大小和方向有关。因此,这类传感器多用于测量物体的速度。还有其他频率调制方法。例如,某些材料的吸收和荧光随外参数发生频率变化,量子相互作用引起的布里渊和拉曼散射也是一种频率调制现象。它的主要应用是测量流体流量。其他包括气体传感器,当物质受到强光照射时使用拉曼散射来测量气体浓度或监测大气污染;使用光致发光的温度传感器。 相信通过阅读上面的内容,大家对光纤传感器有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    时间:2021-07-20 关键词: 光纤传感器 灵敏度 振态调制型光纤传感器

  • 关于光纤传感器的工作原理以及常见的应用领域解析

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如光纤传感器。 光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器,在调制器内与外界被测参数的相互作用, 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化,成为被调制的光信号,再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。整个过程中,光束经由光纤导入,通过调制器后再射出,其中光纤的作用首先是传输光束,其次是起到光调制器的作用。 传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员备受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:具有抗电磁和原子辐射干扰的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。 光纤具有很多优异的性能,例如:具有抗电磁和原子辐射干扰的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方,或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。 光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化,成为被调制的信号源,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。 绝缘于污秽、磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流,光纤传感器可用于位移、震动、转动、压力、弯曲、应变、速度、加速度、电流、磁场、电压、湿度、温度、声场、流量、浓度、PH值和应变等物理量的测量。光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了许多行业多年来一直存在的技术难题,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用: 干涉陀螺仪和光栅压力传感器在城市建设中的桥梁、大坝和油田中的应用。光纤传感器可以嵌入混凝土、碳纤维增强塑料和各种复合材料中,测试应力松弛、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁在短期施工阶段和长期施工阶段的结构性能。术语运行状态。 在电力系统中,需要测量温度、电流等参数,如高压变压器和大型电机定转子的温度检测。由于电传感器易受电磁场干扰,因此不能用于此类场合。光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近年来发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术。分布式光纤温度传感系统不仅具有一般光纤传感器的优点,而且具有测量光纤沿线各点温度的能力。凭借其分布式传感能力,我们可以连续实时测量光纤沿线几公里范围内的各个点的温度。定位精度可达米级,测量精度可达1度级。非常适用于大规模交叉口温度测量应用场合。 此外,光纤传感器还可用于铁路监测、火箭推进系统和油井检测。光纤还具有宽带、大容量、远距离传输、实现多参数、分布式、低能耗传感等显着优势。光纤传感可以不断吸收光纤通信的新技术和新器件,各种光纤传感器有望在物联网中得到广泛应用。在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-06-22 关键词: 压力 温度 光纤传感器

  • 关于光纤传感器和光电传感器的不同点解析,你了解吗?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如光纤传感器和光电传感器。光纤传感器和光电传感器作为两种典型的传感器,其在生产测量当中的应用都是比较广泛的,那么两者究竟有什么区别呢?接下来就从原理及应用两方面对二者的区别进行逐一的分析。 第一点是原理方面 光电传感器:是使用光电元件作为检测元件的传感器。 它首先将测得的变化转换为光信号的变化,然后借助光电元件将光信号进一步转换为电信号。 光电传感器通常由三部分组成:光源,光路和光电元件。比如常用作光控场合的光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等都是根据这种效应进行工作的。 光纤传感器:来自光源的光通过光纤发送到调制器,待测参数与进入调制区的光相互作用后,光的光学特性(例如光强度,波长,频率) ,相位和正常状态等)的变化(称为调制信号光)通过光纤发送到光电探测器,并在解调后获得测得的参数。所以我们运用光导纤维的传光特点就可以把被测量转化成光特性的改变,比如可以改变光的频率、波长、强度和相位等。 第二点是应用方面 1、光电传感器的应用领域: 烟尘浊度监测仪预防工业烟尘污染是环境保护的重要任务之一。为了消除工业烟尘污染,首先必须知道烟尘排放量。因此,必须监测,自动显示和警告烟雾和粉尘的来源,以防超出标准。烟道中烟尘的浊度是通过烟道中光传输过程中变化的大小来检测的。如果烟道浊度增加,则由光源发出的光被烟灰颗粒吸收并折射,到达光电检测器的光减少。因此,光电检测器的输出信号的强度可以反映烟道浊度的变化。 光电管在光电检测和自动控制中的应用;当光电管用作光电探测器时,其基本原理与光电二极管相同,但其基本结构和制造工艺并不完全相同。由于光伏电池在工作时不需要外部电压,因此,具有光电转换效率高,光谱范围宽,频率特性好,噪声低等优点,已广泛用于光电读出,光电耦合,光栅测距,激光准直,薄膜声音恢复等。燃气轮机等的保护装置 2、光纤传感器应用领域: 测量绝缘子的污染,磁性,声音,压力,温度,加速度,陀螺仪,位移,液位,转矩,光声,电流和应变以及其他物理量。 第三点是光电传感器和光纤传感器制作材料不同 光电传感器主要由具有光电效应的半导体材料或金属材料制成。 例如,光电二极管和光电晶体管通常由硅或锗材料制成,而光敏电阻器由诸如硫化镉或锑化铟的材料制成。 生产; 光纤传感器由具有高透光率的玻璃纤维(主要由石英玻璃制成)组成,并且组成相对单一。 第四点是光电传感器和光纤传感器的结构不同 光电传感器相对简单。 例如,光电二极管由引脚,外壳,管芯和玻璃电容器组成。 光纤传感器的结构相对更复杂。 除光纤外,还有一些复杂的外围设备作为辅助控制。 第五点是光电传感器和光纤传感器所测量的范围不同 光电传感器的测量范围比较小,一般包括光强度,照度,速度和应变位移等; 光纤传感器的测量范围比较宽,可以测量压力,振动,速度,电流,温度,流量,磁场等70多个物理量,因此光纤的未来发展 传感器具有巨大的潜力,可以说后来者占据了主导地位。 本文只能带领大家对光纤传感器和光电传感器有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2021-05-19 关键词: 光电传感器 光电池 光纤传感器

  • 光纤传感器超小型化发展 细看医疗保健最新动态

      光纤传感器的灵敏度高、适应性强、可用于恶劣环境;具有很大的市场需求;在医疗领域应用的越来越广泛;光纤传感的应用中有很多时候需要降低器件尺寸,超小型化是光纤传感器最新发展趋势。   光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。相对于传统的传感器而言,光纤传感器的灵敏度更高,它的几何形状具有多方面的适应性,可用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它恶劣环境,与光纤遥测技术具有内在相容性。   随着传感器灵敏、精确、适应性强、小型和智能化的发展,光纤传感器也随之而出。   光纤传感器需求强劲前景广阔   据ElectroniCast预计,在2011~2016年,光纤传感器消费值将以20.5%年均增长率,从13.4亿美元增长到33.9亿美元。其中,全球光纤内部传感器消费值预计年均增长接近20.7%;光纤接口外部传感器的使用预计年均增长18.15%。   因此我们可以说光纤传感器具有很大的市场需求,不说长久,至少在未来5年,光纤传感器将会有广阔的发展前景。   光纤传感器在医疗领域的作用   光纤传感器的高度灵敏性和适应性,使其应用范围越来越广泛,自然也拥有了巨大的市场潜力。目前,光纤传感器被应用于医疗、矿产、石油等行业均有重要的检测作用。   从目前来看,光纤传感器在医疗保健方面的应用有着极为广阔的发展前景。例如床传感器、呼吸传感器、BCG(卡介苗)传感器、压力传感器、纺织品传感器等都是家庭和医疗机构中的常用的设备。   近年来,美国等发达国家厂商已开发上市多种光纤生物传感器新产品,有些传感器体积非常纤小,如美国生产的最小的传感器甚至可穿过缝衣针的针眼。该产品适用于微波或无线电频谱仪的探头,以及作为内镜可更换的附件产品。美国一家公司不久前宣布,该公司已开发出价格低廉的一次性光纤传感器新产品,其可用于各种内镜,每用过一次后即可取下丢弃,从而省去消毒灭菌的麻烦。   光纤传感器超小型化趋势   超小型化光纤传感器最新发展趋势,光纤传感的应用中有很多时候需要降低器件尺寸。小尺寸往往具有快速的响应以及可检测小目标等优点,并且对于目标检测物的影响较小。为了降低传统光纤传感器件的尺寸,一般有两个步骤:首先对光纤拉锥,降低直径;然后利用各种微加工技术来实现各种微型版的传统光纤器件, 甚至实现一些传统光纤难以实现的结构和功能。   目前用来微加工光纤的技术有很多,比如二氧化碳激光、飞秒激光、HF酸刻蚀、电弧和聚焦粒子束等技术,这些都是光纤传感器超小型化趋势的技术结晶。

    时间:2020-09-07 关键词: 医疗保健 医疗市场 光纤传感器

  • 详细了解工业自动化十八般兵器(上)

    自动化技术是一门综合性技术,它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系,而其中又以控制理论和计算机技术对自动化技术的影响最大。自动化技术中有很多专用器材,就像学武之人的兵器一样,下面笔者对自动化兵器作了一个盘点。 物理传感器---刀 传感器(Sensor)是一种常见的却又很重要的器件,它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器来说,按照输入的状态,输入可以分成静态量和动态量。我们可以根据在各个值的稳定状态下,输出量和输入量的关系得到传感器的静态特性。传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性。动态特性通常采用传递函数等自动控制的模型来描述。通常,传感器接收到的信号都有微弱的低频信号,外界的干扰有的时候的幅度能够超过被测量的信号,因此消除串入的噪声就成为了一项关键的传感器技术。 物理传感器是检测物理量的传感器。它是利用某些物理效应,把被测量的物理量转化成为便于处理的能量形式的信号的装置。其输出的信号和输入的信号有确定的关系。主要的物理传感器有光电式传感器、压电传感器、压阻式传感器、电磁式传感器、热电式传感器、光导纤维传感器等。作为例子,让我们看看比较常用的光电式传感器。这种传感器把光信号转换成为电信号,它直接检测来自物体的辐射信息,也可以转换其他物理量成为光信号。其主要的原理是光电效应:当光照射到物质上的时候,物质上的电效应发生改变,这里的电效应包括电子发射、电导率和电位电流等。显然,能够容易产生这样效应的器件成为光电式传感器的主要部件,比如说光敏电阻。这样,我们知道了光电传感器的主要工作流程就是接受相应的光的照射,通过类似光敏电阻这样的器件把光能转化成为电能,然后通过放大和去噪声的处理,就得到了所需要的输出的电信号。这里的输出电信号和原始的光信号有一定的关系,通常是接近线性的关系,这样计算原始的光信号就不是很复杂了。其它的物理传感器的原理都可以类比于光电式传感器。 物理传感器的应用范围是非常广泛的,我们仅仅就生物医学的角度来看看物理传感器的应用情况,之后不难推测物理传感器在其他的方面也有重要的应用。 比如血压测量是医学测量中的最为常规的一种。我们通常的血压测量都是间接测量,通过体表检测出来的血流和压力之间的关系,从而测出脉管里的血压值。测量血压所需要的传感器通常都包括一个弹性膜片,它将压力信号转变成为膜片的变形,然后再根据膜片的应变或位移转换成为相应的电信号。在电信号的峰值处我们可以检测出来收缩压,在通过反相器和峰值检测器后,我们可以得到舒张压,通过积分器就可以得到平均压。 让我们再看看呼吸测量技术。呼吸测量是临床诊断肺功能的重要依据,在外科手术和病人监护中都是必不可少的。比如在使用用于测量呼吸频率的热敏电阻式传感器时,把传感器的电阻安装在一个夹子前端的外侧,把夹子夹在鼻翼上,当呼吸气流从热敏电阻表面流过时,就可以通过热敏电阻来测量呼吸的频率以及热气的状态。 再比如最常见的体表温度测量过程,虽然看起来很容易,但是却有着复杂的测量机理。体表温度是由局部的血流量、下层组织的导热情况和表皮的散热情况等多种因素决定的,因此测量皮肤温度要考虑到多方面的影响。热电偶式传感器被较多的应用到温度的测量中,通常有杆状热电偶传感器和薄膜热电偶传感器。由于热电偶的尺寸非常小,精度比较高的可做到微米的级别,所以能够比较精确地测量出某一点处的温度,加上后期的分析统计,能够得出比较全面的分析结果。这是传统的水银温度计所不能比拟的,也展示了应用新的技术给科学发展带来的广阔前景。 从以上的介绍可以看出,仅仅在生物医学方面,物理传感器就有着多种多样的应用。传感器的发展方向是多功能、有图像的、有智能的传感器。传感器测量作为数据获得的重要手段,是工业生产乃至家庭生活所必不可少的器件,而物理传感器又是最普通的传感器家族,灵活运用物理传感器必然能够创造出更多的产品,更好的效益。 光纤传感器---枪

    时间:2020-08-13 关键词: 工业自动化 光纤传感器

  • 工业自动化组成剖析(一),工业自动化之光纤传感器介绍

    工业自动化是不可阻挡的趋势,工业自动化在工业中所占比重也越来越大。对于工业自动化,我们应当有所了解。工业自动化的实现,与各类传感器无法脱离关系。若想增加对工业自动化的认识,必定要了解工业自动化的组成部件。本文中,小编将对工业自动化中的光纤传感器予以介绍,和小编一起来了解下吧。 近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能,绝缘、无感应的电气性能,耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方(如高温区),或者对人有害的地区(如核辐射区),起到人的耳目的作用,而且还能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。 光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的能力。目前光纤传感器已经有70多种,大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。 所谓光纤自身的传感器,就是光纤自身直接接收外界的被测量。外接的被测量物理量能够引起测量臂的长度、折射率、直径的变化,从而使得光纤内传输的光在振幅、相位、频率、偏振等方面发生变化。测量臂传输的光与参考臂的参考光互相干涉(比较),使输出的光的相位(或振幅)发生变化,根据这个变化就可检测出被测量的变化。光纤中传输的相位受外界影响的灵敏度很高,利用干涉技术能够检测出10的负4次方弧度的微小相位变化所对应的物理量。利用光纤的绕性和低损耗,能够将很长的光纤盘成直径很小的光纤圈,以增加利用长度,获得更高的灵敏度。 光纤声传感器就是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时,就会产生微弯曲,而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波,它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲,通过弯曲就能够得到声音的强弱。光纤陀螺也是光纤自身传感器的一种,与激光陀螺相比,光纤陀螺灵敏度高,体积小,成本低,可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性导航系统。 另外一个大类的光纤传感器是利用光纤的传感器。其结构大致如下:传感器位于光纤端部,光纤只是光的传输线,将被测量的物理量变换成为光的振幅,相位或者振幅的变化。在这种传感器系统中,传统的传感器和光纤相结合。光纤的导入使得实现探针化的遥测提供了可能性。这种光纤传输的传感器适用范围广,使用简便,但是精度比第一类传感器稍低。 光纤在传感器家族中是后期之秀,它凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用,是在生产实践中值得注意的一种传感器。 光纤传感器凭借着其大量的优点已经成为传感器家族的后起之秀,并且在各种不同的测量中发挥着自己独到的作用,成为传感器家族中不可缺少的一员。 以上便是此次小编带来的“工业自动化”相关内容,通过本文,希望大家对工业自动化组成部件—光纤传感器具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-07-16 关键词: 工业自动化 指数 光纤传感器

  • 佰为深科技推进光纤传感的技术研发

     近年以来,在物联网场景需求及国家政策的推动下,光纤传感器在医疗、油气、电力、军工、城建、食品安全和地质勘探等领域广泛应用,因而催生了超百万规模的市场。《光通信研究》杂志曾预测称,2017年光纤传感器及智能仪器仪表市场的需求达到106.8亿元。而根据ElectroniCast分析,2016年全球光纤传感器(包括点分式和分布式)消费值达到33.8亿美元,2018年达到43.3亿美元,2026年将达到59.8亿美元。 记者接触的北京佰为深科技发展有限公司(简称佰为深科技)是一家专注于微型光纤传感器核心技术产品的开发与应用的硬科技企业,团队核心产品基于MEMS工艺生产,以实现传感器超微型化。利用白光干涉和扫描光谱的光纤传感解调技术,佰为深科技可以提供整套点式光纤传感解决方案,并已成功实现了光纤传感器产品在医疗、石油、地热、高铁等领域的商业化应用。团队目前已申请8项专利,其中发明专利6项,实用新型2项 (已获授权1项),国际专利5项。 佰为深创始人张立喆就团队规划表示,光学传感是未来万物互联的基础,佰为深科技将持续推进光纤传感的技术研发及落地应用,将光纤传感器应用到世界的各个角落。此外,佰为深科技将始终坚持硬科技服务生活的理念,通过光纤传感在医疗领域的继续深耕,致力于成为一家具有光学特色的集“成像+诊断+治疗”于一体的医疗科技团队。目前,佰为深科技正在寻求1500万元规模的新一轮融资,出让10%股权,该笔费用将主要用以研发和销售投入及知识产权布局等。 与大多数行业竞品不同,佰为深光纤传感器技术源起于某军工项目,核心技术脱胎于我国某主要装备型号测试的光纤传感器,曾用于测量发动机压力、温度等物理量,研发成品在航空发动机、风洞、电磁干扰环境下开展过严苛的压力测试实验,因而具有军工级品质和技术优势。此外,佰为深科技光纤传感器产品采用MEMS工艺,经光刻、显影、腐蚀、镀膜、掺杂、键合、退火、减薄、划片等工艺步骤生产。经过对工艺路线的不断优化,佰为深团队已掌握成熟的工艺技术,该工艺可使得传感器尺寸达到国际同类产品最小尺寸0.23mm。而尺寸的突破,为佰为深科技的光纤传感产品拓展更多落地场景带来了无限可能。 根据应用场景不同,佰为深科技的核心产品可分为医疗应用和工业应用两大类。其中医用产品主要包括心脏冠脉FFR(血流储备分数)压力导丝、泌尿肾压导丝、门静脉高压检测、激光消融等。工业产品涉及石油化工、高铁轨道和风电等领域物理量的精确测量。医疗方面,佰为深科技首先切入了FFR市场。FFR是心血管内科用于判断冠状动脉狭窄临界病变是否需要进行介入手术(PCI)的一种重要手段FFR可以准确地评价冠脉病变与心肌缺血的关系,并进而指导制定合理的治疗决策,改善患者的预后,并节约医疗费用,医学界已将FFR评估作为冠脉介入治疗的最高级别推荐。有市场调研机构数据显示,2018年全球 FFR市场规模为4.44亿美元,预计于2024年超过10亿美元。而FFR在PCI手术中使用率也正呈现逐年递增的局面,目前欧美国家在10%—32%之间,而国内在1%左右,市场潜力巨大。 FFR市场的蓬勃兴起,对压力导丝性能和操作技术的改进提出了更高的要求。佰为深科技结合其技术积累,尤其是0.23mm的传感器尺寸优势,将微型光纤压力传感器集成在医疗血流储备分数(FFR)系统中,从而实现微创压力测量,抢先撬开了广阔的医疗市场。 相较于其他压力传感FFR系统,佰为深科技的系统具有测量时间短、低风险、兼容稳定性好、穿透病变能力强等诸多亮点,目前在市场上仅有包括Opsens(欧普申)、波科等在内的为数不多的竞争对手,但在性能和成本方面已经优于后几家。而在测量导丝方面,佰为深科技目前在市场上尚是独家。另据了解,佰为深科技冠脉FFR压力导丝动物实验已经完成,正在进行临床试验,同时FDA认证也在顺利推进,未来将通过自研自销和集成其他厂商产品两种路径进行规模化销售。 在FFR压力测量导丝的基础上,佰为深科技添加了激光消融装置,研发了一台可以实现“测量+治疗”效果的高科技设备。该设备主要应用于支架手术失败的患者或者CTO病变患者,具备术前血管栓塞程度评估、术中导光光纤术的指引和参数控制、术后斑块销蚀效果评估等功能。目前该款设备已经落地,即将开展临床研究。 此外,佰为深科技还在肾压、尿动力学、肠压和腹腔压力等领域进行了紧密布局,开发出了多款微型压力传感器产品,并均已进入临床试验阶段。按照规划,佰为深科技传感器集成于一次性软镜中未来年出货量可达3-5万颗,泌尿导丝2万条/年。此外,涉及眼科、颅内、肠胃等场景应用的产品,目前也已在佰为深科技的研发序列之中。 工业应用方面,佰为深科技目前主要涉足石油、地热井下稳压检测,风力发电叶片检测,列车行驶检测、核工业、军事实验等。在石油地热温压检测方面,佰为深科技当前尚无竞争对手,其传感器产品测量范围可达105MPa,温度测量范围为0°C至350°C,不仅能适应复杂环境,还能降低热能消耗,达到最佳开采效果。目前该产品已经形成销售,赢得了客户良好口碑。 佰为深科技的加速度传感器在风电领域同样表现优异,它可以有效监测风力发电叶片负载,监测叶片受力情况,有效协助风电场提升运营质量,降低叶片损耗和成本。目前佰为深科技已和多家风电场达成了意向合作,进入客户送样测试阶段。此外,佰为深科技的传感器在轨道交通上也有庞大的想象空间。团队与通号集团合作,以微型光纤传感器为核心,研发出高速应变监测系统,可以在高铁和地铁的快速行驶过程中,对轨道应力变化进行监测,并将系统信息融入高铁及地铁信息化平台,保障列车运行安全,已经积累了多家意向采购客户。按照佰为深科技销售团队预判,该套系统未来仅在高铁上即可装机400套/年。 上海理成资产合伙人孙兴华在评价佰为深科技时表示,佰为深团队技术积累十分深厚,自主研发的医疗压力传感器跟压力导丝的应用场景特别契合,在做医疗产品时团队严把质量关,这一点让我们印象特别深刻。上海理成有幸能投资这样的优秀项目,也见证了公司团队逐步变强逐步完善的过程,这一切都归功于他们的远大使命、责任感和胸怀。 “传感器如同人类五官,决定了设备获得外界信息的能力,是现代信息技术的基础之一。”作为佰为深科技的天使投资人,博源资本投资总监王小虎评价认为,佰为深技术团队通过长期的科研与积累,独立发展出了基于MEMS的高精度光纤传感器,填补了国内空白,达到世界一流水平,并在此基础上成功发展了应对医疗、能源、交通等领域的应用解决方案。我相信,博源资本未来会因为在早期投资了这样的团队而感到自豪。 团队方面,佰为深科技创始人&CEO张立喆拥有北京航空航天大学仪器仪表工程硕士学位,曾任职于中航工业国防科技重点实验室、光纤传感技术中心等,任职期间曾负责光纤传感技术相关的多个国防基础科研项目及航空基金项目,多次获得航空科学技术奖、国防科学技术进步奖。在创立佰为深科技之前,张立喆曾有过创办科技公司经验,该公司已于2014年被上市公司收购。 佰为深科技技术、销售及运营团队背景也是非常亮眼。技术总监黄祖炎拥有清华大学材料科学与工程学士学位和中国科学院半导体研究所物理电子学硕士学位,曾先后供职于恩耐激光、凯普林光电科技、英飞朗科技等。运营总监张宏拥有超过十年的医疗行业产品开发及市场经验。销售总监陶桦拥有国际光电产品销售18年经验,对高端技术产品的市场及销售资源甚广。另据了解,佰为深科技目前已在北京上地、顺义、河北廊坊成立总面积超2600平米的研发及生产基地,同时建立了稳定的客户合作和市场渠道。此外,佰为深科技此前已完成了两轮对外融资,投资方包括中科创星、成都博源、创客总部、上海理成等。

    时间:2020-01-07 关键词: 物联网 传感器 智能仪器仪表 光纤传感器

  • 佰为深科技:构建“光纤传感网”

     近年以来,在物联网场景需求及国家政策的推动下,光纤传感器在医疗、油气、电力、军工、城建、食品安全和地质勘探等领域广泛应用,因而催生了超百万规模的市场。《光通信研究》杂志曾预测称,2017年光纤传感器及智能仪器仪表市场的需求达到106.8亿元。而根据ElectroniCast分析,2016年全球光纤传感器(包括点分式和分布式)消费值达到33.8亿美元,2018年达到43.3亿美元,2026年将达到59.8亿美元。 记者日前接触的北京佰为深科技发展有限公司(简称佰为深科技)是一家专注于微型光纤传感器核心技术产品的开发与应用的硬科技企业,团队核心产品基于MEMS工艺生产,以实现传感器超微型化。利用白光干涉和扫描光谱的光纤传感解调技术,佰为深科技可以提供整套点式光纤传感解决方案,并已成功实现了光纤传感器产品在医疗、石油、地热、高铁等领域的商业化应用。团队目前已申请8项专利,其中发明专利6项,实用新型2项 (已获授权1项),国际专利5项。 伴随着光纤技术和光纤通信的日趋成熟,光纤传感器已成为炙手可热的“科技新宠”,得益于其极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、易弯曲、能与数字通信系统兼容等优点,因而在各种高、精、尖领域应用优势明显,尤其在某些特殊领域及恶劣工况下具有明显的技术先进性。 与大多数行业竞品不同,佰为深光纤传感器技术源起于某军工项目,核心技术脱胎于我国某主要装备型号测试的光纤传感器,曾用于测量发动机压力、温度等物理量,研发成品在航空发动机、风洞、电磁干扰环境下开展过严苛的压力测试实验,因而具有军工级品质和技术优势。 此外,佰为深科技光纤传感器产品采用MEMS工艺,经光刻、显影、腐蚀、镀膜、掺杂、键合、退火、减薄、划片等工艺步骤生产。经过对工艺路线的不断优化,佰为深团队已掌握成熟的工艺技术,该工艺可使得传感器尺寸达到国际同类产品最小尺寸0.23mm。而尺寸的突破,为佰为深科技的光纤传感产品拓展更多落地场景带来了无限可能。 根据应用场景不同,佰为深科技的核心产品可分为医疗应用和工业应用两大类。其中医用产品主要包括心脏冠脉FFR(血流储备分数)压力导丝、泌尿肾压导丝、门静脉高压检测、激光消融等。工业产品涉及石油化工、高铁轨道和风电等领域物理量的精确测量。 医疗方面,佰为深科技首先切入了冠状动脉血流储备分数(FFR)市场。FFR是心血管内科用于判断冠状动脉狭窄临界病变是否需要进行介入手术(PCI)的一种重要手段。FFR可以准确地评价冠脉病变与心肌缺血的关系,并进而指导制定合理的治疗决策,改善患者的预后,并节约医疗费用,医学界已将FFR评估作为冠脉介入治疗的最高级别推荐。有市场调研机构数据显示,2018年全球 FFR市场规模为4.44亿美元,预计于2024年超过10亿美元。而FFR在PCI手术中使用率也正呈现逐年递增的局面,目前欧美国家在10%—32%之间,而国内在1%左右,市场潜力巨大。 FFR市场的蓬勃兴起,对压力导丝性能和操作技术的改进提出了更高的要求。佰为深科技结合其技术积累,尤其是0.23mm的传感器尺寸优势,将微型光纤压力传感器集成在医疗FFR系统中,从而实现微创压力测量,抢先撬开了广阔的医疗市场。 相较于其他压力传感FFR系统,佰为深科技的系统具有测量时间短、低风险、兼容稳定性好、穿透病变能力强等诸多亮点,目前在市场上仅有包括Opsens(欧普申)、波科等在内为数不多的竞争对手,但在性能和成本方面已经优于后几家。而在测量导丝方面,佰为深科技目前在市场上尚是独家。另据了解,佰为深科技冠脉FFR压力导丝动物实验已经完成,正在进行临床试验,同时FDA认证也在顺利推进,未来将通过自研自销和集成其他厂商产品两种路径进行规模化销售。 在FFR压力测量导丝的基础上,佰为深科技添加了激光消融装置,研发了一台可以实现“测量+治疗”效果的高科技设备。该设备主要应用于支架手术失败的患者或者CTO病变患者,具备术前血管栓塞程度评估、术中导光光纤术的指引和参数控制、术后斑块销蚀效果评估等功能。目前该款设备已经落地,即将开展临床研究。 此外,佰为深科技还在肾压、尿动力学、肠压和腹腔压力等领域进行了紧密布局,开发出了多款微型压力传感器产品,并均已进入临床试验阶段。按照规划,佰为深科技传感器集成于一次性软镜中,未来年出货量可达3-5万颗,泌尿导丝2万条/年。此外,涉及眼科、颅内、肠胃等场景应用的产品,目前也已在佰为深科技的研发序列之中。 工业应用方面,佰为深科技目前主要涉足石油、地热井下稳压检测,风力发电叶片检测,列车行驶检测、核工业、军事实验等。在石油地热温压检测方面,佰为深科技当前尚无竞争对手,其传感器产品测量范围可达105MPa,温度测量范围为0°C至300°C,不仅能适应复杂环境,还能降低热能消耗,达到最佳开采效果。目前该产品已经形成销售,赢得了客户良好口碑。 佰为深科技的加速度传感器在风电领域同样表现优异,它可以有效监测风力发电叶片负载,监测叶片受力情况,有效协助风电场提升运营质量,降低叶片损耗和成本。目前佰为深科技已和多家风电场达成了意向合作,进入客户送样测试阶段。团队方面,佰为深科技创始人&CEO张立喆拥有北京航空航天大学仪器仪表工程硕士学位,曾任职于中航工业国防科技重点实验室、光纤传感技术中心等,任职期间曾负责光纤传感技术相关的多个国防基础科研项目及航空基金项目,多次获得航空科学技术奖、国防科学技术进步奖。在创立佰为深科技之前,张立喆曾有过创办科技公司经验,该公司已于2014年被上市公司收购。另据了解,佰为深科技目前已在北京上地、顺义、河北廊坊成立总面积超2600平米的研发及生产基地,同时建立了稳定的客户合作和市场渠道。此外,佰为深科技此前已完成了两轮对外融资,投资方包括中科创星、成都博源、创客总部、上海理成等。 上海理成资产合伙人孙兴华在评价佰为深科技时表示,“佰为深团队技术积累十分深厚,自主研发的医疗压力传感器跟压力导丝的应用场景特别契合,在做医疗产品时团队严把质量关,这一点让我们印象特别深刻。上海理成有幸能投资这样的优秀项目,也见证了公司团队逐步变强逐步完善的过程,这一切都归功于他们的远大使命、责任感和胸怀。” “传感器如同人类五官,决定了设备获得外界信息的能力,是现代信息技术的基础之一。”作为佰为深科技的天使投资人,博源资本投资总监王小虎评价认为,“佰为深技术团队通过长期的科研与积累,独立发展出了基于MEMS的高精度光纤传感器,填补了国内空白,达到世界一流水平,并在此基础上成功发展了应对医疗、能源、交通等领域的应用解决方案。我相信,博源资本未来会因为在早期投资了这样的团队而感到自豪。” 谈及团队规划,佰为深创始人张立喆表示,光学传感是未来万物互联的基础,佰为深科技将持续推进光纤传感的技术研发及落地应用,将光纤传感器应用到世界的各个角落。此外,佰为深科技将始终坚持硬科技服务生活的理念,通过光纤传感在医疗领域的继续深耕,致力于成为一家具有光学特色的集“成像+诊断+治疗”于一体的医疗科技团队。 佰为深科技技术、销售及运营团队背景也是非常亮眼。技术总监黄祖炎拥有清华大学材料科学与工程学士学位和中国科学院半导体研究所物理电子学硕士学位,曾先后供职于恩耐激光、凯普林光电科技、英飞朗科技等。运营总监张宏拥有超过十年的医疗行业产品开发及市场经验。销售总监陶桦拥有国际光电产品销售18年经验,对高端技术产品的市场及销售资源甚广。目前,佰为深科技正在寻求1500万元规模的新一轮融资,出让10%股权,该笔费用将主要用以研发和销售投入及知识产权布局等。

    时间:2019-12-24 关键词: 物联网 传感网 医疗产品 光纤传感器

  • 佰为深科技:光纤传感器

     北京佰为深科技发展有限公司(简称佰为深科技)是一家专注于微型光纤传感器核心技术产品的开发与应用的硬科技企业,团队核心产品基于MEMS工艺生产,以实现传感器超微型化。利用白光干涉和扫描光谱的光纤传感解调技术,佰为深科技可以提供整套点式光纤传感解决方案,并已成功实现了光纤传感器产品在医疗、石油、地热、高铁等领域的商业化应用。据悉,团队目前已申请8项专利,其中发明专利6项,实用新型2项 (已获授权1项),国际专利5项。 目前,专注于微型光纤传感器核心技术产品的开发与应用的佰为深科技正式对外宣布已完成累计数千万元的两轮融资,投资方包括中科创星、成都博源、创客总部、上海理成等。目前该公司已在北京上地、顺义、河北廊坊成立总面积超2600平米的研发及生产基地,同时建立了稳定的客户合作和市场渠道。 佰为深创始人张立喆表示,光学传感是未来万物互联的基础,佰为深科技将持续推进光纤传感的技术研发及落地应用,将光纤传感器应用到世界的各个角落。此外,佰为深科技将始终坚持硬科技服务生活的理念,通过光纤传感在医疗领域的继续深耕,致力于成为一家具有光学特色的集“成像+诊断+治疗”于一体的医疗科技团队。 与大多数行业竞品不同,佰为深光纤传感器技术源起于某军工项目,核心技术脱胎于我国某主要装备型号测试的光纤传感器,曾用于测量发动机压力、温度等物理量,研发成品在航空发动机、风洞、电磁干扰环境下开展过严苛的压力测试实验,因而具有军工级品质和技术优势。此外,佰为深科技光纤传感器产品采用MEMS工艺,经光刻、显影、腐蚀、镀膜、掺杂、键合、退火、减薄、划片等工艺步骤生产。经过对工艺路线的不断优化,佰为深团队已掌握成熟的工艺技术,该工艺可使得传感器尺寸达到国际同类产品最小尺寸0.23mm。而尺寸上,为佰为深科技的光纤传感产品拓展更多落地场景带来了无限可能。根据应用场景不同,佰为深科技的核心产品可分为医疗应用和工业应用两大类。其中医用产品主要包括心脏冠脉FFR(血流储备分数)压力导丝、泌尿肾压导丝、门静脉高压检测、激光消融等。工业产品涉及石油化工、高铁轨道和风电等领域物理量的精确测量。 医疗方面,佰为深科技首先切入了FFR市场。FFR是心血管内科用于判断冠状动脉狭窄临界病变是否需要进行介入手术(PCI)的一种重要手段。FFR可以准确地评价冠脉病变与心肌缺血的关系,并进而指导制定合理的治疗决策,改善患者的预后,并节约医疗费用。FFR市场的蓬勃兴起,对压力导丝性能和操作技术的改进提出了更高的要求。佰为深科技结合其技术积累,尤其是0.23mm的传感器尺寸优势,将微型光纤压力传感器集成在医疗血流储备分数(FFR)系统中,从而实现微创压力测量,抢先撬开了广阔的医疗市场。 相较于其他压力传感FFR系统,佰为深科技的系统具有测量时间短、低风险、兼容稳定性好、穿透病变能力强等诸多亮点,目前在市场上仅有包括Opsens(欧普申)、波科等在内的为数不多的竞争对手,但在性能和成本方面已经优于后几家。而在测量导丝方面,佰为深科技目前在市场上尚是独家。另据了解,佰为深科技冠脉FFR压力导丝动物实验已经完成,正在进行临床试验,同时FDA认证也在顺利推进,未来将通过自研自销和集成其他厂商产品两种路径进行规模化销售。 在FFR压力测量导丝的基础上,佰为深科技添加了激光消融装置,研发了一台可以实现“测量+治疗”效果的高科技设备。该设备主要应用于支架手术失败的患者或者CTO病变患者,具备术前血管栓塞程度评估、术中导光光纤术的指引和参数控制、术后斑块销蚀效果评估等功能。目前该款设备已经落地,即将开展临床研究。 此外,佰为深科技还在肾压、尿动力学、肠压和腹腔压力等领域进行了紧密布局,开发出了多款微型压力传感器产品,并均已进入临床试验阶段。按照规划,佰为深科技传感器集成于一次性软镜中未来年出货量可达3-5万颗,泌尿导丝2万条/年。此外,涉及眼科、颅内、肠胃等场景应用的产品,目前也已在佰为深科技的研发序列之中。 工业应用方面,佰为深科技目前主要涉足石油、地热井下稳压检测,风力发电叶片检测,列车行驶检测、核工业、军事实验等。在石油地热温压检测方面,佰为深科技当前尚无竞争对手,其传感器产品测量范围可达105MPa,温度测量范围为0°C至350°C,不仅能适应复杂环境,还能降低热能消耗,达到最佳开采效果。目前该产品已经形成销售,赢得了客户良好口碑。 在风电领域方面,佰为深科技的加速度传感器可以有效监测风力发电叶片负载,监测叶片受力情况,有效协助风电场提升运营质量,降低叶片损耗和成本。目前佰为深科技已和多家风电场达成了意向合作,进入客户送样测试阶段。 此外,佰为深科技的传感器在轨道交通上也有庞大的想象空间。团队与通号集团合作,以微型光纤传感器为核心,研发出高速应变监测系统,可以在高铁和地铁的快速行驶过程中,对轨道应力变化进行监测,并将系统信息融入高铁及地铁信息化平台,保障列车运行安全,已经积累了多家意向采购客户。按照佰为深科技销售团队预判,该套系统未来仅在高铁上即可装机400套/年。 “传感器如同人类五官,决定了设备获得外界信息的能力,是现代信息技术的基础之一。”作为佰为深科技的天使投资人,博源资本投资总监王小虎评价认为,佰为深技术团队通过长期的科研与积累,独立发展出了基于MEMS的高精度光纤传感器,填补了国内空白,达到世界一流水平,并在此基础上成功发展了应对医疗、能源、交通等领域的应用解决方案。我相信,博源资本未来会因为在早期投资了这样的团队而感到自豪。 目前,佰为深科技正在寻求1500万元规模的新一轮融资,出让10%股权,该笔费用将主要用以研发和销售投入及知识产权布局等。团队方面,佰为深科技创始人&CEO张立喆拥有北京航空航天大学仪器仪表工程硕士学位,曾任职于中航工业国防科技重点实验室、光纤传感技术中心等,任职期间曾负责光纤传感技术相关的多个国防基础科研项目及航空基金项目,多次获得航空科学技术奖、国防科学技术进步奖。在创立佰为深科技之前,张立喆曾有过创办科技公司经验,该公司已于2014年被上市公司收购。技术总监黄祖炎拥有清华大学材料科学与工程学士学位和中国科学院半导体研究所物理电子学硕士学位,曾先后供职于恩耐激光、凯普林光电科技、英飞朗科技等。运营总监张宏拥有超过十年的医疗行业产品开发及市场经验。销售总监陶桦拥有国际光电产品销售18年经验,对高端技术产品的市场及销售资源甚广。

    时间:2019-12-17 关键词: 传感器 光纤传感 医疗领域 光纤传感器

  • 生物细胞辐射培养过程中控制温度的传感器

     应用在生物细胞辐射培养过程中温度监控的光纤传感器,那就是由工采网从国外引进的医用光纤测温传感器 - THR-NS-1084A,基于产品设计,该款温度探针能够满足全世界范围内在过热和热疗领域活跃的科学家及研发者所需的可操作性和可靠性。具有温度分辨率、探针尺寸小、重复性优异、易于插入、长期稳定等等优点。 生物细胞即为干细胞,简单来讲,它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞,是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。干细胞在形态上具有共性,通常呈圆形或椭圆形,细胞体积小,核相对较大,细胞核多为常染色质,并具有较高的端粒酶活性。干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。 胚胎干细胞(Embryonic stem cell)的发育等级较高,是全能干细胞(Totipotent stem cell),而成体干细胞的发育等级较低,是多能干细胞或单能干细胞。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现,成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织,为干细胞的广泛应用提供了基础。 生物物理学的分支学科。它研究辐射对生物器官和组织的效应中所涉及的基本物理、物理化学过程的规律及原理,特别是生物效应的分子机制和定量关系。辐射包括能引起物质分子电离的电离辐射(如X射线、γ射线、电子、质子、中子、介子和其他重带电粒子等) 和非电离辐射(如可见光、红外光、紫外光等)。由于与非电离辐射有关的生物物理学内容已独立为光生物物理,所以辐射生物物理一般指电离辐射的生物物理,又称放射生物物理。 辐射作用的时间范围从秒内快速带电粒子或光子穿过一个原子所引起的最初的物理事件,到几十年后才表现出的癌症和遗传性疾病,中间经历了一系列复杂的物理、化学、生物化学和生理学的变化过程(见表[辐射作用的时间表])。其中,最初的物理和化学过程对最终的生物效应有深刻的影响。 辐射对生物系统的原初作用,主要指对各种生物大分子(核酸、蛋白质、酶和酯)的直接作用和间接作用。生物分子直接吸收辐射能而被电离和激发,进而发生结构的变化,叫做直接作用。辐射能被生物分子周围的水分子吸收并引起水的分解,产生羟自由基、水合电子和氢原子等反应性很高的自由基。它们通过扩散与生物分子发生化学反应并引起后者结构的改变;这种作用叫做间接作用。直接作用和间接作用的相对比例,取决于辐射能量损失的空间分布和生物系统的化学成分,也和生物系统的空间结构有关。

    时间:2019-12-17 关键词: 传感器 光纤测温传感器 thr-ns-1084a 光纤传感器

  • 光纤传感器优势

     光纤传感器发展十分迅速的主要原因,是它具有其他传感器不可媲美的许多优点。以电为基础的传统传感器是一种把被测量的状态转变为可测电信号的装置,是由电源、敏感元件、信号接收和处理系统,以及传输信息所用金属导线组成。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统,以及光纤构成。由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件,在这里,光的某一性质受到被测量的调制。已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理系统处理,得到我们所期待的被测量。   光通信是一门古老的技术。通常,手是光调制器,眼睛是光探测器,光在空气中传播。显然,这样的光通信有许多缺点,它不能适应现代电子学发展的要求。因此,1966年Kao和Hockham提出用低损耗光纤导光,从而解决了光在大气中传播的不稳定因素,使远距离导光成为可能。利用光纤研制光纤传感器始于1977年,该技术一问世即引起人们的极大兴趣,目前光纤传感器已经得到异常迅猛的发展。 光纤传感器发展十分迅速的主要原因,是它具有其他传感器不可媲美的许多优点。这些优点是: ①电绝缘。因为光纤本身是电介质,而且敏感元件也可用电介质材料制作,因此光纤传感器具有良好的电绝缘性,光纤表面能承受80kV/20cm电压。因此它特别适用于高压的供电系统以及大容量电机的测试。 ②抗电磁干扰。这是光纤测量及光纤传感器极其独特的性能特征,因此光纤传感器特别适用于高压大电流、强磁场、噪声、强辐射等恶劣环境中,能解决许多传感器无法解决的问题。 ③非侵入性。由于传感头可制作成电绝缘的,而且其体积可以做得很小(最小做到只稍大于光纤的芯径),因此,它不仅对电磁场是非侵入式的,而且对速度场也是非侵入式的,故对被测场不产生干扰。这对于弱电磁场及小管道内流速、流量等的监测特别具有实用价值。 ④高灵敏度。高灵敏度是光学测量的优点之一。利用光作为信息载体的光纤传感器的灵敏度很高,它是某些精密测量与控制必不可少的工具。 ⑤容易实现对被测信号的远距离监控。由于光纤的传输损耗很小(目前石英玻璃系光纤的最小光损耗可低达0.16dB/km),因此光纤传感器技术与遥测技术相结合,很容易实现对被测场的远距离监控。这对于工业生产过程的自动控制以及对核辐射、易燃、易爆气体和大气污染等进行监测尤为重要。 ⑥几何形状有多方面的适应性,可构成任意形状的光纤传感器。 ⑦传输频带宽。光纤的带宽距离乘积为30MHzkm10GHzkm。 ⑧光纤传感器无可动部分、无电源,是一个电气无源系统。 此外,光纤还有耐水性好、抗腐蚀性强、可高密度传输数据等优点。利用光纤能构成种类繁多的传感器,故有人称光纤传感器是万能传感器。它可测量许多物理量,应用范围遍布军事、民用、商业、医学、工业控制等各个领域,如下表所列。   表 用光纤测量的物理量 目前,已证明用光纤可构成检测加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、压力、弯曲、应变、转矩、温度、电压、电流、液面、流量、流速、浓度、PH值、磁、声、光、射线等多种物理量的传感器,这些传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机-电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。

    时间:2019-10-16 关键词: 传感器 信号处理系统 光接收器 光纤传感器

  • 基于Labview的光纤传感器相位解调技术

    时间:2018-08-13 关键词: LabVIEW 相位解调技术 光纤传感器

  • 用于PXI Express的光纤传感器解调模块

    美国国家仪器有限公司(NaTIonal Instruments,简称NI)近日发布了NI PXIe-4844 光纤传感器解调模块,该模块是用于光纤光栅(FBG)传感器的双槽3U PXI Express模块。FBG传感器通过反射与物理现象(如张力、温度)的变化相应的波长范围内的光进行操作。与传统电子传感器不同,FBG传感器是绝缘不导电的,并不受电磁干扰的影响。因此,FBG传感器在噪声、腐蚀或极端天气的环境下是非常安全可靠的替代传感器。该传感器的传输媒介不是铜线,而是标准光纤,这样就可以在长达一万米的远距离下进行测量。工程师和科学家将FBG传感器用于最常见的张力、温度和压力测量,几种传感器可以在单条光纤上实现菊花链式连接,从而显著降低测量系统的大小、重量和复杂性。NI PXIe-4844光纤传感器解调模块是用于PXI Express的NI SC Express系列传感器测量模块的最新产品。该模块具有四个光学通道,以10 Hz的频率进行同步扫描。每个通道的波长范围为80 nm (1510 到1590 nm),可扫描20或更多FBG传感器(也就是根据传感器的范围,每个模块可扫描多于80 个FBG传感器)。在高通道数应用中,通过将一个或多个光学通道连接到一个外部光学复用器,或在一个PXI机箱中增加更多NI PXIe-4844模块,工程师和科学家可以进一步扩展每个模块可扫描的FBG传感器数量的最大值。除了多通道,NI PXIe-4844还有一个光学核心,结合了大功率、低噪声扫描面波长激光与Micron Optics的法布里-珀罗可调滤光器。该模块提供了波长精确性、可重复性以及1 pm的稳定性,相当于FBG张力传感器的精度达到约1.2微张力,温度传感器的精度达到约0.1摄氏度。与大多仪器不同,光纤解调模块并不要求定期的外部校准。这是因为NI PXI-4844的每一扫描是根据一个板载、可追踪的NIST波长作为参考进行校准的。工程师和科学家可以利用简单易用的配置和驱动软件——NI-OSI Explore,为NI PXIe-4844设计程序,缩短设定和配置时间。软件包括自动的传感器检测和简化的传感器配置,以及带有简单易用的LabVIEW API的NI-OSI一系列函数库用于物理单元的测量。使用NI LabVIEW软件,工程师和科学家可以查看、记录和分析传感器数据。利用直观的图形化图标和线条来表示流程图,LabVIEW中的应用可轻松集成与其他传感器类型、仪器或控制系统的同步。LabVIEW还提供与数千种硬件设备的集成,提供数百种内置库函数用于高级分析与数据可视化。工业标准的PXI测量和自动化平台提供了业界最高性能的定时和同步功能,以及高吞吐量的PCI Express总线。NI PXIe-4844可以与其他PXI模块,包括SC Express,集成到同一个机箱,用于传统电类传感器的数据采集和控制。利用PXI平台,工程师和科学家可以通过将光学和电子测量集成到同一PXI机箱,简化复杂的远程测量系统。可以利用NI PXIe-4844的应用包括电子土木工程(civionics,组合词,指的土木工程与电子工程的结合)应用,远距离分布式测量,如桥梁、大坝、隧道和其他土木结构;能源应用,监测风力涡轮叶片、管道、核反应堆、海上平台和发电机组;交通应用,测试和监控船舶、火车和飞机器件。

    时间:2018-07-02 关键词: 电源技术解析 ni fbg 光纤传感器

  • 全球光纤传感器市场前景利好

    在过去的几年里, 光纤在仪器仪表、控制和传感领域等领域取得重大发展,尤其是全球光纤传感器市场在技术进步和创新型新产品开发以及在各应用领域都取得了长足的进步。 相比于传统的电子传感器,光纤传感器有很多优势: ·尺寸小、圆筒形,非常易于与各种结构和复合材料集成,干扰性小。 ·非电导电流 ·射频干扰免疫力和电磁干扰免疫力 ·轻量型 ·抗恶劣环境 ·高灵敏度 ·能感知各种属性如腐蚀、应变、压力、声信号、和温度 技术进步导致光纤传感器使用量增多 早期光纤传感器都应用于电信业和局域网运行,光纤传感器现在广泛应用在石油和天然气行业、风力发电、智能建筑、各种敏感建筑工地、和国土安全操作等等。 相对于其他传感机制,据我们了解,光纤传感器的准确度级别很高,甚至可以发现混领土结构中的裂缝和结构损坏。 高额部署成本限制全球光纤传感器市场发展 智能土木结构、智能制造设备、以及不断扩大的传感器应用市场投资额不断上涨,成为导致光纤传感器市场成本价格不断高涨的原因。光纤传感器可以一种可靠而敏感的方式对建筑物的使用健康情况进行检测,所以易遭受类似这种自然灾害的地区对光纤传感器需求量增长。 然而,某些因素比如高额的部署成本和不熟悉性成为阻碍其扩大应用的主要障碍。石油和天然气工业当前缓慢增长也妨碍了全球光纤传感器的应用增长速度。 全球光纤传感器市场:主要供应商 光纤传感器全球市场拥有大量业务,因此行业竞争相当激烈。光纤传感器全球主要供应商包括:IFM Efector、德国西克、Sick AG邦纳工程集团、欧姆龙、Avensys、霍尼韦尔、安捷伦科技、戴维森仪器、海洋光学公司、与Photonics Laboratories Inc等。

    时间:2015-10-26 关键词: 前景利好 光纤传感器

  • 光纤传感器市场将增长平稳,2019年将达31.5亿美元

    光纤传感器是一种采用光纤技术将信号传输至放大器进行处理的器件。光纤传感器的特性,如分布式传感、承受高电压和临界环境的能力,能帮助终端用户提高运营质量、节约成本。这些特性也使得各种行业的光纤传感器用量增加,如石油、天然气(在极端地形环境中钻探石油储量)、汽车、飞机、船舶、制造业、电子产品、基础设施、安全、包装和物流。 2014年,全球光纤传感器市场规模为19.9亿美元,预计2019年将达到31.5亿美元,复合年增长率为9.6%。 微技术的出现是促使光纤传感器创新和发展的关键因素。虽然,过去光纤传感器的应用有限,但是许多新应用也在增加,促进未来几年光纤传感器的稳定增长。 2014-2019年光纤传感器的市场增速逐步提升,最终年增长率将突破10%。光纤传感器应用于各行各业,如石油、天然气、汽车、制造业、消费电子、建筑、航空和船舶等。此外,光纤传感器也渗透于不同的新应用,例如军事和生物医学传感器。全球各地的医院都期望采用先进的医疗设备,以提高对病人的诊断、监测和治疗的水平。 2014-2019年全球光纤传感器市场按类型细分 全球光纤传感器市场按类型细分为:本征和非本征。2014年,本征光纤传感器主导了全球市场,占据93.7%的市场份额;而非本征光纤传感器占据6.3%的市场份额。 全球本征光纤传感器市场 2014年,全球本征光纤传感器市场规模为18.6亿美元,预计2019年将达到28.7亿美元,复合年增长率为9%。 就本征光纤传感器而言,光纤内部将外界环境信号转换成多种光信号。接收光信号的终端可以测量频率、光强或偏振。 本征光纤传感器主要用于测量应变、温度、压力和其它物理量。该类型传感器主要用于石油、天然气行业。2014-2019年本征光纤传感器将继续主导全球光纤传感器市场。 全球非本征光纤传感器市场 2014年,全球非本征光纤传感器市场规模为1.3亿美元,预计2019年将达到2.8亿美元,年复合增长率为17.7%。 在非本征光纤传感器中,光纤用作信息载体:发射光纤与接收光纤仅起传输光波的作用。光纤与一个“黑盒”连接,并产生一束光信号。黑盒能调节光信号以响应外界环境。 非本征光纤传感器的应用快速增长,是因为军事、航天航空、交通运输、石油和天然气等行业的驱动。2014-2019年非本征光纤传感器的市场增长速度约为本征光纤传感器的两倍。

    时间:2015-06-18 关键词: 光纤技术 光纤传感器

  • 光纤传感器市场大爆发:2018年将猛增

    光纤传感器广泛应用于生物物理领域,可进行多种检测,例如光纤DNA生物传感器,目的DNA的碱基转变为可检测的光信号,是近年发展起来的基因快速检测新技术,光纤生物传感器还可用于各种毒素检测,抗原抗体相互作用检测等,是生物物理技术发展的一个重要领域。近日,BCC发布一篇关于分析全球光纤传感器市场的研究调研报告,其内容考虑到了从区域地区到全球的市场条件和机遇。BCC还将未来五年潜在的新应用出现考虑在内。 调研报告按光学涂层技术分类划分光纤传感器产品,分析了技术选择,判断目前应用市场和未来发展机遇。 报告指出,2012年全球光纤传感器市场达17亿美元(约合人民币104.1亿元),2013年约18亿美元(约合人民币110.3亿元)。而到2018年,市场预计增加到22亿美元(约合人民币135亿元),期间年复合增长率达4.5%。 本征光纤传感器市场预计从2013年的13亿美元(约合人民币79.6亿元)增加到2018年的17亿美元(约合人民币104.1亿元),年复合增长率3%。 非本征光纤传感器市场预计从2013年的3.229亿美元(约合人民币19.8亿元)增加到2018年的5.284亿美元(约合人民币32.4亿元),年复合增长率10.4%。 本征光纤传感器指传感元件包含一根或多根光纤的光纤传感器,该光纤的一项或多项传导特性、反射特性或光发特性取决于被测对象。非本征光纤传感器指光学特性受外部被测量影响的光纤传感器,光纤仅作为传输媒介。

    时间:2014-11-01 关键词: 光纤传感器

  • 光纤传感器市场爆发式增长 2018年将达43.3亿美元

    近日,市场调研公司ElectroniCast发布其最新的全球光纤传感器和连续分布式光纤传感系统市场分析和预测报告。 据ElectroniCast的预测该市场将从2013年18.9亿美元增长到2018年的43.3亿美元,年均增长幅度为18%. 其预计2014年使用连续分布式光纤传感器保持领先的行业为军事/航空/安全应用程序类,其次是石油化工/能源部门。预计在土木工程/建筑行业的结构健康监测,以及桥梁、隧道、水塔和其他结构中对连续光纤传感器的使用也将强劲增长。 在应用方面,连续分布式光纤传感器在生物医学/科学界也有较少的使用量。且据ElectroniCast预计,连续分布式光纤传感器市场将从2013年的10.99亿美元增长到2018年的30.96亿美元,年均增长率为23%。 据了解,光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,再过利用被测量对光的传输特性施加的影响,完成测量。光纤传感器的分类:根据光受被测对象的调制形式可以分为强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型;根据光是否发生干涉可分为干涉型和非干涉型;根据是否能够随距离的增加连续地监测被测量可分为分布式和点分式;根据光纤在传感器中的作用可以分为:一类是功能型(Functional Fiber,缩写为FF)传感器,又称为传感型传感器;另一类是非功能型(Non Functional Fiber缩写为NFF),又称为传光型传感器。

    时间:2014-03-03 关键词: 调制器 光纤传感器

  • 光纤传感器在物联网关键技术中的应用

    摘要:随着近年来光纤传感技术的发展,光纤传感器越来越多的应用于物联网中原始数据的采集。为了可以将光纤传感器更好的应用于物联网技术,文中在描述了物联网技术和光纤传感技术基本概念和理论的基础上,阐述了光纤传感器在石油工业、电力工业、建筑工程、军事安防和医疗领域的实际应用情况,最后提出了光纤传感器在物联网技术中的应用还需要解决造价高、产品集成化和实用化困难的问题。 关键词:光纤传感器;物联网;传感网络;技术     随着现代科学技术的发展,光纤传感器技术迅速崛起,并越来越多的应用于日常生活的方方面面,大有取代电子传感器的趋势。在新兴的物联网技术推动下,如何将光纤传感器与物联网技术完美融合无疑将成为当今科学技术研究的热点问题。 1 物联网 1.1 物联网的概念     笼统来说,物联网就是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。具体来说,物联网就是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议把物品与互联网连接起来进行信息交换和通讯,从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 1.2 物联网的发展进程     物联网本身并不是一个崭新的概念,已经拥有了十多年的历史。1995年比尔·盖茨在<未来之路》一书中提出了物联网的理念。1999年,麻省理工学院的自动识别技术中心(Auto-ID Center)的Ashton教授最先提出了“物联网”概念。2005年11月,国际电信联盟(ITU)发布了《TTU互联网报告2005:物联网》,使用了“物联网”的概念。2009年1月,在奥巴马总统与美国工商界领袖的圆桌会议上,IBM首席执行官彭明盛(Samuel Palmisano)提出了“智慧地球”(Smarter Planet)的概念。此时,物联网作为一种较为成熟的概念被提出。2010年3月5日,温家宝总理在<政府工作报告>中也提出:“加快物联网的研发应用。加大对战略性新兴产业的投入和政策支持。”目前,物联网技术已被列为国家五大新兴战略产业之一。 1.3 物联网的关键技术     从物联网的概念可以看到,物联网技术涉及了现代电子技术、通信技术以及网络技术等诸多新技术,但其中的关键技术主要有:射频识别技术,它是一项利用射频信号实现无接触信息传递从而达到识别目的的技术;传感器技术,作为获取信息的关键器件,传感器是现代信息系统常用的信息采集工具;网络通信技术,物联网终究是一个网络,最基础的物物之间的感知和通信仍然是不可替代的关键技术。 2 光纤传感器 2.1 光纤传感器的结构     光纤传感器主要由光源、光纤、敏感元件、光电探测器和信号处理系统等部分组成,由光源发出的光通过传输光纤到达敏感元件(传感头),光的某一性质在此受被测量调制,已调制的光信号经光电探测器转变为电信号,最后经信号处理系统得到被测量,如图1所示。 2.2 光纤传感器的分类     根据光纤在传感器中的作用,可分为功能型、非功能型和拾光型光纤传感器3大类。     功能型光纤传感器中光纤既是导光介质也是敏感元件,光在光纤内受被测量调制而发生变化。这类传感器的优点是结构紧凑、灵敏度高,但是需要特殊光纤和先进的检测技术,因此成本较高。     非功能型光纤传感器中光纤仅仅起导光作用,光要照在非光纤型敏感元件上才会受被测量调制。这类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术,因此比较容易实现且成本较低,但灵敏度也比较低,适用于对灵敏度要求不高的场合。目前,已实用化或尚在研制的光纤传感器大都是非功能型的。     拾光型光纤传感器用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。     在物联网技术中,目前应用较多的是非功能型光纤传感器。 3 光纤传感器与物联网技术的融合 3.1 传感网络     传感网络是由众多传感器节点组成的有线或无线通信网络,节点密集分布在所关注的物或事物的内部或周围,实现对物的连接、感知和监控。物联网中的传感网技术主要包括无线传感网和光纤传感网。由于通信网络通常要求传感器长时间工作在长距离、大温差、高压、强磁场或者更加恶劣的自然环境中,光纤传感器因其重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、数据传输安全等诸多优点,既能同时探测光波的多种参数变化又能提高信号传输的安全性和稳定性,具备无线传感网不具有的优势。因此,在物联网的发展中提出了“光纤物联网”,即光纤传感与通信一体化网络。分布式光纤传感网因传输容量大、速度快,使光纤传感与通信一体化传输成为了现实。 3.2 光纤传感器在物联网中的应用     光纤传感器目前可以直接或间接测量近百种物理量、化学量和生物量,主要应用在以下几个方面:     1)石油工业     在石油工业中,通常采用石油测井技术测量井下的温度、流量以及压力等物理量,通过对各物理量的分析实时的监测井下情况,并对可能出现的各种问题提前做出预判。在测量各物理量时,需要克服恶劣的环境因素包括高温、高压、强腐蚀和电磁干扰等。对于传统的电子传感器来说,克服这些因素十分困难或者需要更多额外的成本和技术投入,而光纤传感器凭借自身的特点就可以克服这些极端环境,又因为光纤传感器能够实现分布测量,因此在石油测井技术中具有广阔的应用前景。     目前在石油测井技术中,可以利用光纤传感器实现井下石油流量、温度、压力和含水率等物理量的测量。现在较成熟的应用是采用非本征光纤F—P腔传感器测量井下的压力和温度。非本征光纤F-P腔传感器利用光的多光束干涉原理,当被测的温度或者压力发生变化时干涉条纹改变,光纤F—P腔的腔长也随之发生变化,通过计算腔长的变化实现温度和压力的测量,工作原理如图2所示。SLED光源发出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通过光纤和耦合器传给微型光谱仪。计算机采集微型光谱仪的光谱经干涉解调计算出F-P腔的腔长,最后通过标定确定其对应的温度和压力。     2)电力工业     在电力系统中,为了能够及时发现系统可能出现的各种安全隐患,需要采取有效措施对系统内的各条线路和网络进行实时监测以维持系统的安全运行。由于系统通常工作在高电压、大电流的情况下,还有部分置于高空中,这些因素都为系统的监测带来了不便。光纤传感器因其具有较强的抗电磁干扰能力和较宽的工作频率可以在电力系统中用于电流、电压、温度等参数的测量。     目前,用分布式光纤传感器测量高压电力线的温度已在国外得到广泛应用,在国内的研究也已经开始。在各种分布式光纤传感器中,基于布里渊时域反射(BOTDR)的分布式光纤传感器是一个重要的发展方向,其系统组成如图3所示。光源LD发出的光经AOM调制成脉冲信号后被EDFA放大,放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涉仪,布里渊散射信号被提取出来后经PD监测再被放大器放大后用数字示波器显示采集到的波形信号,最后通过对波形的分析获得监测的参数变化。     由于我国各地环境差异较大,在不同环境中光缆的性能也将受到不同程度的改变,而瑞利散射光基本不受外界环境中温度和应力的影响,这种基于BOTDR的分布式光纤传感器不能检测环境温度和应力对光纤性能的影响,因此这种传感器的应用也受到了一定的限制。采用相干检测技术的BOTDR传感系统测量的是光纤的自发布里渊散射信号,尽管其信号强度微弱,但可以通过相干检测提高系统信噪比,如图4所示。这种传感系统结构简单,实现方便,可以同时监测光纤断点、损耗、温度和应变等多个参数的变化。目前该系统已实现了距离30 km以上、温度分辨率4℃、应变分辨率100μs、空间分辨率20 m的温度和应变的同时测量,在只测量温度时,测量距离可达150 km。     3)建筑工程     在建筑工程中为确保工程质量和建设过程安全进行,通常需要在桥梁、大坝和楼宇的建设过程中采集多个监控点的数据信息,以此来分析当前工程的进行情况和可能出现的安全隐患。传统的测量方法一般采用表面贴片或者预埋钢弦式传感器实现监测点的应力、应变测试,由电阻应变片构成的贴片材料在混凝土中受基底材料和介质腐蚀的影响会导致测量精度下降且不利于分布监测和长期监测,钢弦式传感器的钢弦也会随时间的延长而损失测量精度,所以这些测试方法都不利于建筑工程的长期、精确观测。     光纤传感器以其轻巧耐用、灵敏度高、抗电磁干扰和可实现分布式检测等优点,更加适合建筑工程中的应力、应变检测,其中光纤光栅传感器是最理想的灵敏元件。对于大型工程来说,目前主要的点式光纤传感测量技术需要在每个监测点安置一个光纤传感系统,除造价高外,对于问题部位不在传感点上的情况容易造成疏漏。南京大学工程管理学院张旭苹教授利用物联网的概念提出的“基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术”添补了这项技术在国内的空白。连续分布式光纤传感器可以进行连续的分布式测量,24小时监测工程的“健康状况”,并且可以精确定位隐患位置。     4)军事安防     在空防领域中,目前已经可以采用光纤陀螺构成战术导弹的惯性测量元件,主要测量导弹运行过程中的俯仰角、偏航角和横滚角,从而准确命中目标。美国首先采用光纤陀螺制导技术,在伊拉克等战场上已取得了较好的效果。日本已将光纤陀螺用于无人机,控制飞机的姿态。光纤陀螺的原理如图5所示。     在海防领域中,光纤水听器是研究最早、发展最快的光纤传感器,由此构成的海防传感网络系统已开始用于海上边防和重要军事地区的海防警戒。光纤水听器的工作原理如图6所示。     近几年由光纤传感技术发展而来的光纤网络安全警戒系统在边防和重点区域防卫中也得到了应用。目前,一些发达国家正在使用的安全防卫系统就是由激光和分布式光纤传感网络组成的。     5)医疗系统     在临床医学上,由于光纤传感器具有轻巧、柔软、绝缘、不受电磁干扰、测量精度高和可以非接触测量等优点,可实现用光纤内窥镜检查人体的各个部位,也可用于对人体血管的探测和人体外科校正等。目前,光纤内窥镜不仅用于医疗诊断领域,也用于息肉切除等手术治疗领域,光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和应用也日渐成熟。 4 结束语     传感器作为物联网采集信息的终端工具,它的发展直接影响着物联网的发展。随着物联网技术的不断进步,光纤传感器也将更多的应用到社会生活的各个角落,如果在光纤传感技术与物联网技术融合的基础上能够解决造价高、集成化和实用化困难等问题,将具有更加广阔的应用前景。

    时间:2013-01-14 关键词: 物联网 中的应用 关键技术 光纤传感器

  • 干涉型光纤传感器的正交解调算法分析

    1 引言 作为全光纤传感器,相位调制传感器是通过被测能量场的作用,使光纤内传播的光波相位发生变化,再利用干涉测量技术把相位变化转化为光强变化,从而检测出待测的物理量。它由敏感光纤和干涉仪完成相位—光强的转换任务。 光纤干涉仪的基本结构是由激光器发出的相干光经3dB耦合器分为两路,一路构成光纤干涉仪的传感臂,不接受信号调制。传感臂中受到地震动信号调制的光信号经过后端反射镜反射后返回光纤耦合器,与参考臂中的光发生干涉,干涉的光信号经光电探测器转换为电信号,由信号处理就可以获得的震动信息。 光通过干涉仪两臂后发生干涉,探测器接受到的干涉光光强为     其中Ф0为两臂光纤臂本身参数不对称以及外界因素等原因造成的初始相位差, 为震动信号作用造成的相位差。 2 干涉型光纤传感器工作原理 为了提高探测器的灵敏度,实现对震动信号的强度的线性测量,就必须解决初始相位Ф0的漂移问题。对这一问题,可以用相位产生载波(PGC)检测法来解决。PGC调制解调分为外调制和内调制,外调制是通过调制干涉仪两臂的光程差来实现,他需要在干涉仪中增加由PZT压电陶瓷环和缠绕在它上面的光纤的相位调制器来实现。通过正弦信号作用于压电陶瓷,光纤长度随压电陶瓷环直径成正比变化,于是两臂的产生两臂的光程差别调制。 其外调制如图1所示。         3 光电流信号中的正交调制分解     4 正交解调算法         图2 光电流信号中 、 正交分量示意图     5 结论 通过对正交解调方法原理的分析,可知测量的光强度公式可以分解成正交的正弦分量和余弦分量的组合,待测物理量所引起的对光强的影响可包含在着两个分量中。在测量过程中,只要选择合适的采样点,并通过一定的组合计算,就可以分别得到只包含一个分量成分的结果,同时消除了直流因子。通过两分量值之比可以方便求解出待测物理量的值,使整个解调过程简单化,避免了常规的低通滤波的复杂性。但对于调制深度不是π,或者调制信号存在一定的初相位时,其处理过程需要做进一步的分析,并进行必要的校正。

    时间:2012-11-02 关键词: 算法分析 正交解调 干涉型 光纤传感器

  • 光纤传感器灵敏度更高 医疗领域向超小型化发展

    随着信息时代的带来,要在自然和现代生产领域获取准确可靠的信息,就需要传感器的帮助,实时监控生产过程中的参数变化,使设备达到正常状态。 光纤传感器灵敏度更高 而随着传感器灵敏、精确、适应性强、小型和智能化的发展,光纤传感器也随之而出。光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。 相对于传统的传感器而言,光纤传感器的灵敏度更高,它的几何形状具有多方面的适应性,可用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它恶劣环境,与光纤遥测技术具有内在相容性。 光纤传感器需求强劲前景广阔 据ElectroniCast预计,在2011~2016年,光纤传感器消费值将以20.5%年均增长率,从13.4亿美元增长到33.9亿美元。其中,全球光纤内部传感器消费值预计年均增长接近20.7%;光纤接口外部传感器的使用预计年均增长18.15%。 因此我们可以说光纤传感器具有很大的市场需求,不说长久,至少在未来5年,光纤传感器将会有广阔的发展前景。 光纤传感器在医疗领域的作用 光纤传感器的高度灵敏性和适应性,使其应用范围越来越广泛,自然也拥有了巨大的市场潜力。目前,光纤传感器被应用于医疗、矿产、石油等行业均有重要的检测作用。 从目前来看,光纤传感器在医疗保健方面的应用有着极为广阔的发展前景。例如床传感器、呼吸传感器、BCG(卡介苗)传感器、压力传感器、纺织品传感器等都是家庭和医疗机构中的常用的设备。 近年来,美国等发达国家厂商已开发上市多种光纤生物传感器新产品,有些传感器体积非常纤小,如美国生产的最小的传感器甚至可穿过缝衣针的针眼。该产品适用于微波或无线电频谱仪的探头,以及作为内镜可更换的附件产品。美国一家公司不久前宣布,该公司已开发出价格低廉的一次性光纤传感器新产品,其可用于各种内镜,每用过一次后即可取下丢弃,从而省去消毒灭菌的麻烦。 光纤传感器超小型化趋势 超小型化光纤传感器最新发展趋势,光纤传感的应用中有很多时候需要降低器件尺寸。小尺寸往往具有快速的响应以及可检测小目标等优点,并且对于目标检测物的影响较小。为了降低传统光纤传感器件的尺寸,一般有两个步骤:首先对光纤拉锥,降低直径;然后利用各种微加工技术来实现各种微型版的传统光纤器件,甚至实现一些传统光纤难以实现的结构和功能。 目前用来微加工光纤的技术有很多,比如二氧化碳激光、飞秒激光、HF酸刻蚀、电弧和聚焦粒子束等技术,这些都是光纤传感器超小型化趋势的技术结晶。

    时间:2012-10-18 关键词: 发展 医疗领域 光纤传感器 灵敏度

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