随着科技的快速发展,光纤通信与光纤传感这两大光纤技术的重要研究方向吸引了越来越多的学者和业界的注意力,开发出了广泛应用于各行各业的基于光纤的各种功能器件。在光纤通信中,通常要求光纤具有极高的环境稳定性,光波波长等特性不随环境温度、湿度、压力等因素的改变而改变,避免导致通信设备不稳定。而与光纤通信相反,光纤传感则是利用光纤中传输光波的波长、强度、损耗等特性对于环境变化异常敏感,从而实现对温度、湿度等各种物理量的测量。
得益于光纤技术的不断发展,光纤传感器与传统传感器相比,具有成本低廉、体积小、质量轻、灵敏度高、耐恶劣环境、抗环境电磁干扰等诸多优势,在诸如航空航天、海洋探测、管道监测、桥梁监测、机场环境监测、生物医学等领域,以及大型结构在振动、冲击等环境下的健康监测中发挥着极其重要的作用。
如上这些越来越复杂、越来越特殊的工程应用环境对于实时获取环境信息(例如温度、湿度、应力、应变、振动、冲击等)的需求越来越高,这就需要应用更先进的传感器网络来获取环境信息,并要求传感器网络中的传感元件不仅具有质量轻、精度高、成本低等特点,还需要满足以下要求:
(1)微型化:尽量减少传感器对结构或材料性能的影响;
(2)网络化:便于对复杂大型结构实现分布式监测;(www.xing528.com)
(3)高可靠:保证传感器在结构服役状态下的稳定正常工作;
(4)多参量监测:即一种结构的光纤传感器能同时实现对多种环境参量的监测。
目前,多参量监测也是制约光纤传感发展的重要瓶颈之一。只有实现了多参量监测,才能有效减少传感元件数量,进一步减小传感网络体积,提高分布式组网控制及监测的灵活可靠性,更好地发挥出光纤传感的重大应用价值。因此,如何设计微结构光纤实现多参量监测是光纤传感发展的重要特征,也是必然选择。
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