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分析光纤传感器在机械设备检测中的运用
孙大永
（迁西县顺通机动车检测有限公司，河北唐山064300）
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摘要：传感技术作为信息技术的三大支柱之一，随着时代的进步呈现飞建发展造势，其应用范图也念来念广，光纤传感器是传感器家族中的新兴成页，并以其便携、耐离蚀、抗干扰能力强等请多特性成为信息技术的研究热点，广泛应用于各行各业。本文阐述了光纤传感器的基本原理，并以此为基础，分析光纤传感器在机械设备检测中的应用，涉及到电础、力学、热力等诸多参数测量，望可提供借鉴意艾
关键词：光纤传感器：机械设备检测：光纤传感技术
人类从未停止过探求自然的脚步，在人类社会发展进程中，许多技术都是为获取信息面服务，传感器技术正是其中之一，可方便地将各种物理、化学、生物信息转变为可用输出信号，是人类认知自然界的触角。光纤传感技术产生于20世纪70年代末，并在短短几十年时间内获得了飞速发展，光纤传感器以其诸多优势成为信息技术研究的热门，与光纤通信并驾齐驱，广泛应用于通讯、交通、机械等领域，随着光纤传感器的不断发展，其在机械设备检测中所占地位愈来愈重要。
1光纤传感器的基本原理与特点 1.1光纤传感器的基本原理
传感器的工作过程与人体感知类似，其微感元件如同人的各种感官.获取丰富的外界信息，并传给信息处理中心处理为可输出信号，光纤传感器中由光纤作为敏感元件，起到感知与传输线功能，其基本工作原理示意图如图1所示。
光纤—光波传插的媒质
人射光波
人射光波的特征参量：
/振幅、相位、偏振态、效率等
外界因素：
温度、压力、应变、电场、位移等
图1光纤传感器工作原理示意图
出射光波
如图所示，振幅、相位、偏振态、模式分布等均为描述光波特征的参数，由于外界环境因素如温度、压力、应变力、电场、磁场等改变，这此参数在传输过程中会发生相应的变化根据这此参数随外界变化的规律，经由信号处理装置便可显示出所需测量的物理量大小及变化趋势
光纤传感器主要可分为传感型与传光型两种，其中，应用最为广泛的传感型光纤传感器依靠获取相位信息达到测量目的，可称之为干涉型光纤传感器，是目前光纤传感器中测量精度最高的一种。通过外界因素改变光线中传输光波的相位，进而影响干涉光的强度，常用的类型有Micheksion、MaclrZehnder等。传光型光纤传感器相对而言原理与结构都比较简单，依据强度调制，外界因素直接影响光纤中传输光的强度，达到测量目的，主要分为反射式与透射式两种，简单可靠，经济实用性高
1.2光纤传感器的显著特点
光纤传感器属于非接触式测量元件，体积小，重量轻，可实现包括力、热、电、声等在内的多种影响因素的传感过程，可测得位移、压力、声强、温度、电磁等诸多物理量，范围极广，且具有相当高的灵敏度，例如光纤位移传感器，其测量精度可达级别。同时，光纤传感器具有耐质蚀、耐高压、防爆、不受电磁干扰等特点，安全系数高，且可与计算机接口相连接，实现智能化测量与远程控制。固其所其有的诸多优势，光纤传感器得到业内一致好评，广泛应用于各种工程设备检测过程中。
2光纤传感器在机械设备检测中的运用
2.1光纤传感器应用于机械设备电磁参数检测
与传统传感器相比，光纤传感器不仅具有体积小、重量轻、强度高等优良机械性能，还具备抗电磁干扰、抗原子能辐射等优良性能，可方便地用于机械设备的电慈参数测量过程中，且不会对原有仪器设备运行产生显著影响，在一些工作条件恶劣的情况如岩坡工程机械设备检测中发挥着重要作用。日前，光纤、电光、磁光晶体为基础构成的综合型传感器技术日趋成熟，可实现上千安培电流、几百千伏电压的测量过程，并且其备极高的测量精准度，通过与光纤温度传感器的组合，可广泛应用于智能电站输入输出装置自动检测过程中，将其内置于大型发电机组，可实现机组运行参数的实时监测，便于细微间题的及时发现处理，有效提高了大型发电设备运行的可靠性
2.2光纤传感器应用于机械设备力学参数检测
光纤传感器自诞生之初就试用于机械设备力学参数检测中，经过不断发展与技术进步，目前广泛应用于桥梁工程、石油钻井压力检测、飞行器动力机组振动监测等诸多领域。光纤传感器应用于桥梁工程，可置于建筑物表面，也可深埋于内部，通过对应变、位移、裂缝等因素的连续监测实现预警功能，防患于未然；光纤传感器应用于石油钻井工程可实现对油藏压力的监测过程，摄弃了传统传感器安装困难、稳定性差、滞后性强等不良特性，光纤传感器可为泡点压力管理提供实时数据，有助于减少原油损失。不同类型的光纤传感器可测得不回参数，但都具备高精度、测量范围广的特点，例如微查损耗传感器可测量几十帕到上兆帕的压力范围，可传感亚微米幅度的微振动
2.3光纤传感器应用于机械设备温度检测
温度指标也是机械设备运行过程中必须注意的一项，当设备长期处于过温状态中时，易出现内部损害现象，光纤传感器可以方便地实现温度检测，灵敏度较高，如FBG，其温度波长灵敏度可达 10pm/C，但高温环境可能会对其测量精度产生一定影响，这时，可选择荧光传感器，在采用高温探头材料的情况下，其上限温度可至 1000C，广泛应用于极端条件下机械设备测量中，如石油井下作业核反应堆工程温度检测等。若将光纤传感器置于机组线圈内，还可依靠其连续感知特性实现故障的自动监控
2.4光纤传感器应用于机械设备无损检测技本
科技在发展，技术在进步，各行各业所使用的机械设备也朝着复杂化、大型化方向不断前行，而在实际运行中，固过载、使用程序不当等情况，许多机械设备都存在着不易被发现的隐患惠，这些微小风险逐步累积，可能会酿成严重的事故，近此年来无损检测技术逐步得到重视，而光纤传感器具备不干扰结构本身性质、不影响设备正常运行的特点，已经作为无损检测技术获取信息的重要手段应用于实际工程中并取得了许多成果，为机械设备正常运转保驾护航。
参考文献
[1]毕振明.传感器技术在机电一体化中的应用深讨]中国新技术新产品,2011(21)
[2]鄂书林.用于石油洲井和管道适输的分市式光纤传感系统[J]光机电信息,2011(12)