光纤传感器的发展趋势及应用

随着新的荧光敏感材料的出现，爆炸物的荧光检测方法也在不断发展。Swager小组利用微纳米颗粒材料比表面大的特点，利用层层组装技术将共轭荧光高分子固定于微球表面，制成了可对硝基芳烃类炸药实现灵敏检测的功能荧光微球材料，并形象地称其为"智能砂子"。针对共轭荧光高分子薄膜荧光传感器的局限性，提出了以固定化多环芳烃的超分子行为为基础的传感薄膜材料设计新思想，制备了十余种新型传感薄膜材料，已实现了对有机二酸等的选择性检测。实验发现，在这些薄膜中，芘功能化薄膜对空气中硝基芳烃类化合物的存在十分敏感，其灵敏度可与共轭荧光高分子薄膜相媲美，展现出很好的应用开发前景。可以预期，薄膜荧光传感器所具有的巨大优势必将使其在硝基芳烃类炸药的超灵敏快速检测方面获得际应用。

分布式光纤监测技术

20世纪70年代，光纤监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来。与传统的监测技术相比，光纤监测技术有一系列独特的优点：

● 光纤传感器以光信号作为载体，光纤为媒质，光纤的纤芯材料为二氧化硅，因此，该传感器具有耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点，属本质安全。

● 光纤本身轻细纤柔，光纤传感器的体积小、重量轻，不仅限于布设安装，而且对埋调部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设。

● 灵敏度高，可靠性好，使用寿命长。分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外，还具有以下两个显著的优点：可以准确地测出光纤沿线任一点的监测量，信息量大，成果直观；光纤既作为传感器，又作为传输介质，结构简单，不仅方便施工，潜在故障大大低于传统技术，可维护性强，而且性能价格比好。

分布式光纤经久耐用，安全可靠，由它构成的网络可以遍布坝体，这些光纤网络犹如神经系统，可以感知坝体各部位相关信息，大坝因此而有望成为一种机敏结构。分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶，是一种理想的大坝安全监测系统，广大安全监测工作者应予以积极推广。

光纤测温技术

光纤测温技术是近年才发展起来的新技术，并已逐渐显露出某些优异特性。可是，正象其他新技术一样，光纤测温技术并不是万能的，它不是用来代替传统方法，而是对传统测温方法的补充与提高。充分发挥它的特长，就能创造出新的测温方案与技术应用的场合，如下所述：

● 强电磁场下的温度测量。高频与微波加热方法受到人们重视，正在向如下领域逐渐扩展：金属的高频熔炼、焊接与淬火、橡胶的硫化、木材与织物的烘干以及制药、化工，甚至家庭烹调等。光纤测温技术在这些领域中有着绝对优势，因为它既无导电部分引起的附加升温，又不受电磁场的干扰。

● 高压电器的温度测量。最典型的应用是高压变压器绕阻热点的温度测量。英国电能研究中心从20世纪70年代中期就开始潜心研究这一课题，起初是为了故障诊断与预报，后来又用于计算机电能管理的应用，转入了安全过载运行，使系统处于最佳功率分配状态。另一类应用的场合是各种高压装置，如发电机、高压开关、过载保护装置，甚至架空电力线和地下电缆等。

● 易燃易爆物的生产过程与设备的温度测量。光纤传感器在本质上是防火防爆器件，它不需要采用隔爆措施，十分安全可靠。与电学传感器相比，既能降低成本又能提高灵敏度。例如，大型化工厂的反应罐工作在高温高压状态，反应罐表面温度特性的实时监测可确保其正确工作，将光纤沿反应罐表面铺设成感温网格，这样任何热点都能被监控，可有效地预防事故发生。

● 高温介质的温度测量。在冶金工业中，当温度高于1300℃或1700℃时，或者温度虽不高但使用条件恶劣时，尚存在许多测温难题。充分发挥光纤测温技术的优势，其中有些难题可望得到解决。例如，钢液、铁液及相关设备的连续测温问题，高炉炉体的温度分布等，有关这类研究国内外都正在进行之中。

● 桥梁安全检测。国内在大桥安全检测项目中，采用了光纤光栅传感器，检测大桥在各种情况下的应力应变和温度变化情况。在大桥选定的端面上布设了8个光纤光栅应变传感器和4个光纤光栅温度传感器，其中8个光纤光栅应变传感器串接为1路，4个温度传感器串接为1路，然后由光纤传输到桥管所，实现大桥的集中管理。从测试结果来看，光纤光栅传感器所取得的测试数据与预期结果一致。

● 钢液浇铸检测。连铸机在浇铸时，为防止钢液被氧化、提高质量，希望钢液在与空气完全隔绝的状态下，从大包流到中间包。但实际上，在大包浇铸完时，是由操作员目视判断渣是否流出，因而在大包浇铸结束前5~10分钟之间，密闭状态已破坏。为了防止铸坯质量劣化及错误