光纤传感器的特点及应用场景梳理

一 特点：

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。

二 应用场景

光纤传感器已被广泛应用于国防、电力、石油、建筑、医学等领域，伴随着物联网技术的发展，光纤传感器将与无线传感技术一起在物联网中起到更为重要的作用。

1、油气应用

光纤传感器可以克服恶劣的井下环境取代传统的电子传感器，实现油井的持气率、含水率、压力、温度、多相流和声波的测量。目前在石油测井系统中主要应用的是非本征光纤F-P腔传感器。

2、煤矿应用

我国煤矿在中国能源格局中占主导地位，大约为94%，我国的煤矿事故是世界上主要采煤国家煤矿死亡总人数的4倍以上。煤矿地下作业，水、火、瓦斯、煤尘、顶板等灾害俱全，基于光纤传感技术的瓦斯安全综合监控系统可以在10公里内对瓦斯、矿压、水压、温度、声发射、地震波等进行监测。

3、城市建筑应用

在建筑工程中，可以利用光纤传感器实时监测桥梁、大坝、重要建筑物等的温度、应力、压力、振动、倾角等物理量，以评估其短期及长期的结构安全性能。例如干涉陀螺仪和光栅压力传感器可预埋在混凝土等材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力。

在大型工程中，因为需要实时监测，并且范围较广，所以主要使用的是连续性分布式光纤传感器。

此外，城市管廊的信息化系统中，至少一半需要用到光纤，其系统动辄一公里几千万的造价，光纤系统即便在里面只占一小部分,也有很大的市场。目前城市管廊的监控整体方案中光纤传感占比并不高，代表城市有青岛、珠海等。

4、电力系统

在电力系统中，需要测定温度、电流等参数，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。还有一个重要的应用是利用OPGW、OPPS等电力复合缆分布式监测电缆线的温度、覆冰、舞动、偷盗、杆塔倒塌等事故。

 

5、军用领域

光纤传感在军用领域同样存在庞大的市场需求。军事应用的光纤传感器可用于水声探潜（光纤水听器）、光纤铡导、姿态控制（光纤陀螺）、航天航空器的结构损伤探测（智能蒙皮）以及战场环境的探测等方面。

在航天航空领域中，战术导弹用光纤陀螺精确制导。光纤陀螺还可以应用于雷达无人控制直升机的姿态控制。

由光纤水听器构成的海防传感网络系统，是目前正在开发的新兴防卫系统，该系统已开始用于海上边防和重要军事地区的海防警戒。近几年发展起来的基于光纤传感技术的光纤网络安全警戒系统，也开始在边防及重点区域防卫中得到推广应用。