光纤光栅的国内外发展现状

1、光纤光栅的国内外发展现状1国外发展现状12国内发展现状21国外发展现状国外对光纤光栅传感器的研究已经基本实现了光纤光栅传感器的商品化，工程化，如blue road research, cidra, moi等。美国是光纤光栅传感器研究最早、技术水平最高的国家，以军事用途为主要目的，斯坦福大学海军研究室、动力系统公司、specific babeck&wilcox公司、fiberdynamics公司、eotec公司、optra公司在研制与开发光纤传感器方面享有盛名。日本、法国、德国、意大利等国也都投入了相当大的力量研制和开发光纤传感器，其中日本的科研成果转化为商品的速度较快。目前，在国外应用光纤光栅

2、传感器最多的领域当数桥梁的安全监测。加拿大多伦多大学航空研究院光纤灵巧结构实验室和安大略downsview的electro photonics公司将他们研制成功的光纤布拉格光栅传感器及其解调系统用于测量1993年建成通车的加拿大beddington trail大桥的应力，该桥是世界上第一座采用碳纤维复合材料预应力加强筋的高速公路桥。1999年夏，在美国新墨西哥las cruces 10号州际高速公路的一座钢结构桥梁上，安装120个光纤光栅传感器，创造了当时在一座桥梁上使用光纤光栅传感器最多的记录。这座桥梁于1970年建成，己经出现了许多疲劳裂纹，光纤光栅传感系统不仅可以对标准车辆进行探测和计数

3、，而且可以测量车辆的速度和重量，有了此系统，就能监视动态荷载引起的结构响应、退化和损坏，了解桥梁对交通响应的长期变化。美国国家宇航局也计划采用光纤布拉格光栅传感器监测用石墨和环氧树脂复合材料制作的航天器液体燃料箱的结构完整性，并已进行了初步实验。美国frost&sullivan的研究报告指出，光纤传感器在1997年的市场份额为3亿美元，到2000年增加到了5.5亿美元。另有资料报道，1996年美国用于军事、航天的销售额达2.45亿美元，2000年达13.55亿美元；光纤陀螺仪销售额达35.5亿美元，2002年达到50亿美元。美国科学家andreas othono和 kyriacos kalli

4、认为fbgs(fiber bragg grating sensor)的市场则更为巨大，而且增长速度惊人，美国、日本、欧洲市场对fbgs的兴趣口益浓厚。有人在1999年预测本世纪头十年，单是美国一个国家，其市场容量将达到50亿美元。2国内发展现状我国在70年代末就开始了光纤传感器的研究，其起步时间与国际相差不远。目前已有上百个单位在这一领域开展工作，如清华大学、华中理工大学、武汉理工大学、重庆大学、核工业总公司九院、电子工业部第1426所等。他们在光纤温度传感器、压力计、流量计、液位计、电流计、位移计等领域进行了大量的研究，取得了上百项科研成果，其中相当数量的研究成果具有很高的实用价值，有的达到

5、了世界先进水平。我国在高温传感器方面获得了重大突破，该光纤高温传感器针对传统的铂锗扮热电偶寿命短、价格高、消耗大等弊病和非接触式高温辐射温度计测量误差大等问题，首创采用了接触式测量方法来实现高温测量。该传感器具有精确度高、耐腐蚀、抗电磁干扰、成本低、使用寿命长等特点，可适用十多种高温炉体，特别是一些高电压、大电流、强磁场、强辐射等恶劣环境，是替代传统的铂锗扮热电偶的最佳选择。该传感器已经在化工和冶金行业得到使用，取得了很好的应用效果。国内光纤光栅传感器的研究开发相对滞后一些。上世纪九十年代初期，清华大学、重庆大学、武汉理工大学等在国内率先开展了传感光纤光栅的研究。经过近二十年的研究和开发，光纤

6、光栅传感技术已得到快速的发展，特别是在光纤光栅传感机理、光纤光栅制备技术、解调技术、信号检测与处理技术方面具备了相当水平的理论基础和一定的技术水准。自1997年国家计委批准在武汉理工大学建设了全国唯一的“光纤传感技术国家重点工业性试验基地”和2000年批准在武汉理工光科股份有限公司建设“光纤传感器国家高技术产业化示范工程”以来，在若干关键技术和产业化研发方面取得一系列重要突破，大大加速了这一高新技术的产业化进程。目前，光纤光栅传感器在我国部分行业已经得到应用。在石油、化工行业，采用光纤光栅温度报警系统对油库进行监测；在土木建筑行业，采用光纤光栅传感器作为桥梁的长期健康监测系统，如贵州冷饭盒大桥、海口世纪大桥、襄樊汉江四桥、武汉晴川桥等，均采用了光纤光栅传感器，在深圳市民中心大型网架结构安全监测中采用了光纤光栅应力传感器；在水电行业，采用光纤光栅传感器进行渗漏监测、大坝施工期温度监测以及大坝温度监测；在电力行业，“西电东送”工程中采用光纤光栅高压开关柜逐点监控系统对高压电缆的温度进行监测。通过对国内外光纤光栅传感技术研究现状的分析，目前限制光纤光栅传感器大量实际应用的最主要障碍是传感信号的解调技术。正在研究的光纤光栅传感解调方