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QQ交談德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器發(fā)展前景
點擊次數(shù)：222 發(fā)布時間：2017-8-29
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光信號經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導致光的光學性質(zhì)（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號源，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。
特點
1因反射體中使用了棱鏡，所以與通用的反射型光控傳感器器相比，其檢測性能更高、更可靠
2 與分離式光控傳感器相比，電路連接更簡單容易。
3 子母扣嵌入式的設(shè)計，安裝更為簡單
用途
1用于、網(wǎng)絡寬帶等數(shù)字型號傳輸。
2用于自動售貨機、金融終端有關(guān)的設(shè)備、點鈔機的紙幣、卡、硬幣、存折等的通過情況
3用于自動化設(shè)備上產(chǎn)品定位、計數(shù)、識別。
案例
應用于土木工程領(lǐng)域
隨著德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展，在土木工程領(lǐng)域德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器得到了廣泛的應用，用來測量混凝土結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)部應力，檢測大型結(jié)構(gòu)、橋梁健康狀況等，其中zui主要的都是將德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器作為一種新型的應變傳感器使用。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器可以黏貼在結(jié)構(gòu)物表面用于測量，同時也可以通過預埋實現(xiàn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量的測量。利用預先埋入的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，可以對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷過程中內(nèi)部應變的測量，再根據(jù)荷載－應變關(guān)系曲線斜率，可確定結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的形成和擴展方式。通過混凝土實驗表明，光纖測試的載荷－應變曲線比應變片測試的線性度高。
在石油測井技術(shù)中，可以利用德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器實現(xiàn)井下石油流量、溫度、壓力和含水率等物理量的測量。較成熟的應用是采用非本征光纖F—P腔傳感器測量井下的壓力和溫度。非本征光纖F-P腔傳感器利用光的多光束干涉原理，當被測的溫度或者壓力發(fā)生變化時干涉條紋改變，光纖F—P腔的腔長也隨之發(fā)生變化，通過計算腔長的變化實現(xiàn)溫度和壓力的測量。
應用于溫度測量
光纖傳感技術(shù)是伴隨光通信的迅速發(fā)展而形成的新技術(shù)。在光通信系統(tǒng)中，光纖是光波信號長距離傳輸?shù)拿劫|(zhì)。當光波在光纖中傳輸時，表征光波的相位、頻率、振幅、偏振態(tài)等特征參量，會因溫度、壓力、磁場、電場等外界因素的作用而發(fā)生變化，故可以將光纖用作傳感器元件，探測導致光波信號變化的各種物理量的大小，這就是德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。利用外界因素引起光纖相位變化來探測物理量的裝置，稱為相位調(diào)制傳感型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，其他還有振幅調(diào)制傳感型、偏振態(tài)調(diào)制型、傳光型等各種德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。
應用于測量金屬絲楊氏模量
采用傳感器測量儀代替光杠桿鏡尺組組成新的楊氏模量測量系統(tǒng)，不僅操作簡短，而且提高了測量結(jié)果的度和準確度。金屬絲傳統(tǒng)的拉伸法的基本原理是將金屬絲受到砍碼的作用力后的微小伸長形變量通過鏡尺組的光路轉(zhuǎn)換而將之放大若干倍數(shù)，從而得到微小伸長，再通過計算得到楊氏模量值。
而自從有的傳感器，我們把德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器測量新方法和上述方法對比，德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的測量在靈敏度、度及準確度上都有提高。紅外光測距系統(tǒng)測量的基本原理為采用紅外光德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器直接測量微小位移，紅外光德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器對于3mm以內(nèi)的微小距離測量的線性度是非常高的。系統(tǒng)由傳感器測量儀與反射式光纖位移傳感器組成．
反射式光纖位移傳感器的工作原理是采用兩束多模光纖，一端合并組成光纖探頭，另一端分為兩束，分別作為接收光纖和光源光纖。當光發(fā)射器發(fā)生的紅外光，經(jīng)光源光纖照射至反射體，被反射的光經(jīng)接收光纖，傳至光電轉(zhuǎn)換元件將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。其輸出的光強與反射體距光纖探頭的距離之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，所以可通過對光強的檢測得到位移量。在楊氏模量儀的金屬絲處的圓柱體上利用磁鐵固定鍍鎳反射金屬片，使其能隨鋼絲伸長而移動。在支架臺上固定紅外傳感器，而后在傳感器測量儀上通過改變位移將實驗得到的電勢差值，通過多次測試，既轉(zhuǎn)動傳感器測量儀自帶的螟旋測微儀，也即改變探頭與金屬片的距離和位置，當出現(xiàn)實驗記錄的鋼絲仲長所對應的電勢差值時，記錄此時的螺旋測微儀讀數(shù)。測試表明采用紅外光測距此方法操作簡單。只需將探頭和反射片安裝好后就可以直接開始在托盤上加法碼實際測量了，側(cè)量的結(jié)果是明顯優(yōu)于傳統(tǒng)測試。
分類
根據(jù)光受被測對象的調(diào)制形式可以分為：強度調(diào)制型、偏振態(tài)制型、相位制型、頻率制型；
根據(jù)光是否發(fā)生干涉可分為：干涉型和非干涉型；
根據(jù)是否能夠隨距離的增加連續(xù)地監(jiān)測被測量可分為：分布式和點分式；
根據(jù)光纖在傳感器中的作用可以分為：一類是功能型（Functional Fiber,縮寫為FF)傳感器，又稱為傳感型傳感器； 另一類是非功能型（Non Functional Fiber縮寫為NFF)，又稱為傳光型傳感器。
功能型傳感器
功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件, 被測量對光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M行調(diào)制, 使傳輸?shù)墓獾膹姸取⑾辔弧㈩l率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化, 再通過對被調(diào)制過的信號進行解調(diào), 從而得出被測信號。
光纖在其中不僅是導光媒質(zhì)，而且也是敏感元件，光在光纖內(nèi)受被測量調(diào)制，多采用多模光纖。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高。
缺點：須用特殊光纖，成本高，
典型例子：光纖陀螺、光纖水聽器等
非功能型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器
非功能型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化, 光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)，常采用單模光纖。
光纖在其中僅起導光作用，光照在光纖型敏感元件上受被測量調(diào)制。
優(yōu)點：光纖即可用于電氣隔離，有用于數(shù)據(jù)傳輸，且光纖傳輸?shù)男盘柌皇茈姶鸥蓴_的影響。
實用化的大都是非功能型的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。AnyWay的變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器、變頻功率傳感器（一種電壓、電流組合式傳感器）就屬于非功能型的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，在復雜電磁環(huán)境下的電量測量中，有其獨到的優(yōu)勢。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是zui近幾年出現(xiàn)的新技術(shù)，可以用來測量多種物理量，比如聲場、電場、壓力、溫度、角速度、加速度等，還可以完成現(xiàn)有測量技術(shù)難以完成的測量任務。在狹小的空間里，在強電磁干擾和高電壓的環(huán)境里，德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器都顯示出了*的能力。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器有70多種，大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器。
所謂光纖自身的傳感器，就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂的長度、折射率、直徑的變化，從而使得光纖內(nèi)傳輸?shù)墓庠谡穹⑾辔弧㈩l率、偏振等方面發(fā)生變化。測量臂傳輸?shù)墓馀c參考臂的參考光互相干涉（比較），使輸出的光的相位(或振幅)發(fā)生變化，根據(jù)這個變化就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸?shù)南辔皇芡饨缬绊懙撵`敏度很高，利用干涉技術(shù)能夠檢測出10的負4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和低損耗，能夠?qū)⒑荛L的光纖盤成直徑很小的光纖圈，以增加利用長度，獲得更高的靈敏度。
光纖布拉格光柵傳感器
光纖布拉格光柵傳感器（FBS）是一種使用頻率zui高，范圍zui廣的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，這種傳感器能根據(jù)環(huán)境溫度以及/或者應變的變化來改變其反射的光波的波長。光纖布拉格光柵是通過全息干涉法或者相位掩膜法來將一小段光敏感的光纖暴露在一個光強周期分布的光波下面。這樣光纖的光折射率就會根據(jù)其被照射的光波強度而*改變。這種方法造成的光折射率的周期性變化就叫做光纖布拉格光柵。
當一束廣譜的光束被傳播到光纖布拉格光柵的時候，光折射率被改變以后的每一小段光纖就只會反射一種特定波長的光波，這個波長稱為布拉格波長，這種特性就使光纖布拉格光柵只反射一種特定波長的光波，而其它波長的光波都會被傳播。
按光纖在德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器中的作用可分為傳感型和傳光型兩種類型。
傳感型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的光纖不僅起傳遞光作用，同時又是光電敏感元件。由于外界環(huán)境對光纖自身的影響，待測量的物理量通過光纖作用于傳感器上，使光波導的屬性(光強、相位、偏振態(tài)、波長等)被調(diào)制。傳感器型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器又分為光強調(diào)制型、相位調(diào)制型、振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型等。
傳光型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器
傳光型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是將經(jīng)過被測對象所調(diào)制的光信號輸入光纖后,通過在輸出端進行光信號處理而進行測量的，這類傳感器帶有另外的感光元件對待測物理量敏感，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進行調(diào)制的敏感元件才能組成傳感元件。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器根據(jù)其測量范圍還可分為點式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器、積分式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器、分布式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器三種。其中，分布式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器被用來檢測大型結(jié)構(gòu)的應變分布，可以快速無損測量結(jié)構(gòu)的位移、內(nèi)部或表面應力等重要參數(shù)。用于土木工程中的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器類型主要有Math-Zender干涉型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，F(xiàn)abry-pero腔式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，光纖布喇格光柵傳感器等。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的輕巧性、耐用性和長期穩(wěn)定性，使其能夠方便的應用于建筑鋼結(jié)構(gòu)和混凝土等各種建筑材料的內(nèi)部應力、應變檢測。實現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)的健康檢測。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的另外一個大類是利用光纖的傳感器。其結(jié)構(gòu)大致如下：傳感器位于光纖端部，光纖只是光的傳輸線，將被測量的物理量變換成為光的振幅，相位或者振幅的變化。在這種傳感器系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的傳感器和光纖相結(jié)合。光纖的導入使得實現(xiàn)探針化的遙測提供了可能性。這種光纖傳輸?shù)膫鞲衅鬟m用范圍廣，使用簡便，但是精度比*類傳感器稍低。
光纖在傳感器家族中是*，它憑借著光纖的優(yōu)異性能而得到廣泛的應用，是在生產(chǎn)實踐中值得注意的一種傳感器。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器憑借著其大量的優(yōu)點已經(jīng)成為傳感器家族的*，并且在各種不同的測量中發(fā)揮著自己獨到的作用，成為傳感器家族中*的一員。
環(huán)境分析
隨著中國工業(yè)自動化應用環(huán)境的不斷發(fā)展，儀器儀表行業(yè)日新月異，當前儀器儀表行業(yè)面臨新的發(fā)展，這一行業(yè)的十二五規(guī)劃(草案)，也根據(jù)新時期的要求，提出了重點發(fā)展的若干關(guān)鍵技術(shù)，這對行業(yè)未來發(fā)展無疑有著重要的指導意義。
新型傳感器技術(shù)包括固態(tài)硅傳感器技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、生物芯片技術(shù)、基因芯片技術(shù)、圖像傳感器技術(shù)、全固態(tài)慣性傳感器技術(shù)等。“十二五”將以智能傳感器作為重點，進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。在光纖傳感領(lǐng)域，重點發(fā)展新原理、新效應的傳感技術(shù)，傳感器智能技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡技術(shù)，微型化和低功耗技術(shù)以及傳感器陣列及多功能多參數(shù)設(shè)計、制造和封裝技術(shù)。
目前有數(shù)百個單位在這一領(lǐng)域開展工作，如清華大學、復旦大學、天津大學、重慶大學、北京航空航天大學等，他們在光纖溫度傳感器、壓力計、流量計、液位計、電流計等領(lǐng)域進行了大量研究。此外，在武漢、上海、廣東、深圳等地，還建立了許多光纖無源器件生產(chǎn)廠家，市場規(guī)模達到1200億元以上。
行業(yè)分析
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導致光的光學性質(zhì)（如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等）發(fā)生變化，成為被調(diào)制的信號光，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。
由于在傳統(tǒng)終端市場的應用可能性擴大以及新應用領(lǐng)域的新興機會所推動，2013年德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器市場規(guī)模為18.9億美元。預計，到2020年，德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器市場預計達35億美元（約合人民幣217.2億元）。
傳統(tǒng)終端市場包括航空航天、國防、石油天然氣開采、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和電信行業(yè)。傳統(tǒng)終端市場的發(fā)展將繼續(xù)推進德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器市場的增長。通信行業(yè)從3G到4G網(wǎng)絡的持續(xù)過渡、關(guān)注智能結(jié)構(gòu)的增長、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新興增長、石油天然氣領(lǐng)域的發(fā)展都為市場增長提供了重要機遇。
尤其是在新興市場中，如中國和印度，增長的制造活動、上升的汽車需求、穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動以及國防支出的增加，都成為德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動因素。
組成結(jié)構(gòu)
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)的三種基本構(gòu)成
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)有三種基本構(gòu)成，其中一個叫單點式傳感器。一根光纖在這里僅僅起到傳輸?shù)淖饔茫硗庖环N叫多點式傳感器，在這里一根光纖把很多傳感器串起來，這樣很多傳感器可以共用光源實現(xiàn)網(wǎng)絡性監(jiān)測。再有就是智能德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。
多點式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，從外表看就是一節(jié)光柵，通過紫外線照射發(fā)現(xiàn)有周期性的間隔。當有光纖入射的時候，如果光纖的波長正好等于間隔的兩倍，那么這個光波將會受到強烈的反射，而如果光纖受到溫度變化或者應變等等，這個反射波長將會發(fā)生變化，這種傳感器在一根光纖上可以做很多個，把它連接起來就可以用于各種各樣的傳感應用。
因為光纖是軟的，它可以兩維、三維，所以橫軸是空間的位置，縱軸是測量對象。這樣一個傳感網(wǎng)解決了什么問題呢?它解決了在什么位置上發(fā)生了什么事情，那個事情有多少個強度的問題，也就是提供了兩維的信息。這就是智能德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器所需要解決的問題，它有非常突出的特點要求，包括體積小、強度高、穩(wěn)定性好，可植入材料中。抗電磁干擾、耐環(huán)境。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器已經(jīng)成功應用于飛機結(jié)構(gòu)監(jiān)測。我們看到A-380和波音787，它們的特點是超過一半數(shù)量是碳纖維，比如說碳纖維符合樹脂有幾種缺失，一個是層與層之間的剝離，由于這種材料比較強，所以很難像鋁合金材料那樣實行碳酸檢測，所以研究人員現(xiàn)在開始研究把德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器埋到復合材料當中去，由于這種材料一層大概125微米的厚度，所以這種德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器必須是特別細小的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器，大概直徑在50個微米左右。
我們說德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)可以成為安全安心社會的神經(jīng)網(wǎng)。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)可以用語光纖通訊網(wǎng)的診斷技術(shù)。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)在安防方面已經(jīng)有很多的應用，國內(nèi)有很多企業(yè)在這方面開展了卓有成效的工作。