目前,全世界正在進行著一場新的技術革命,而這場革命的主要基礎就是信息技術。現代的信息技術主要有三大支柱:一是信息的采集技術(傳感器技術),二是信息的傳輸技術(通信技術),三是信息的處理技術(計算機技術)。傳感器技術在其中占有重要的地位。傳感器的性能在很大程度上決定著整個信息技術的性能,其生產能力與應用水平直接影響到信息技術的發展與應用。
傳感器(Transducer/Sensor)是與人的感覺器官相對應的元件。它的歷史可以追溯到遠古時代。而以電量作為輸出的傳感器,其發展歷史 短,但是隨著真空管和半導體等有源元件的性的提高,以及計算機技術的不斷進步,這種傳感器也了發展。在 標準GB7665-87中對傳感器下的定義是:“能夠感受規定的被測量并按照 的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成”。敏感元件(Sensing element),是指傳感器中能直接感受或響應被測量的部分;轉換元件(Transduction element),是指傳感器中能將敏感元件感受的或響應的被探測量轉換成適于傳輸和測量的電信號的部分。
在現代工業生產中,廣泛采用自動檢測系統進行實時測量及分析產品性能,并采用自動控制系統對產品加工過程進行實時控制。
現代電子技術和計算機技術的發展為信息轉換與處理提供了完善的手段,使檢測與控制技術發展到一個嶄新的階段。因此,傳感器技術也越來越顯得重要。“沒有傳感器技術就沒有現代技術”的觀點現在已為全世界所公認。它將是21世紀人們在高發展方面爭奪的一個制高點,世界各國都將傳感器技術列為發展的高,視為現代高發展的關鍵。從20世紀90年代起,日本就將傳感器技術列為優先發展的高之 , 等西方 也將此技術列為 科技和技術發展的內容。我國從20世紀90年代以來也已將傳感器技術列為 高發展的。
未來的傳感器將向著小型化、集成化、多功能化、智能化和系統化的方向發展。同時,由多個微傳感器、微執行器及信號的數據處理器總裝集成的網絡系統也越來越引起人們的關注,加速了新一代傳感器的和產業化。
光纖傳感技術是20世紀70年代末發展起來的一門嶄新的技術,是傳感器技術的新成員。它是伴隨著光導纖維及光纖通信技術發展而形成的。
光纖作為遠距離傳輸光波信號的媒質, 早用于光通信技術中。但是,人們很快就發現,通信質量易受干擾的一個原因是光纖對外界環境因素敏感,如溫度、壓力、電場、磁場等環境條件的變化,將引起光波參量,如強度、相位、頻率、偏振態等的變化,人們很快由此提出了光纖傳感的概念。
由于光纖本身的特性,因此相比于傳統的傳感器,光纖傳感器具有許多優點,主要有:
1.與其它傳感器相比,具有很高的靈敏度。
2.頻帶寬,動態范圍大。
3.可根據實際需要做成各種形狀。
4.可以用相似的技術基礎構成傳感不同物理量的傳感器,包括聲場、磁場、壓力、溫度、加速度、轉動(陀螺)、位移、液位、流量、電流、輻射等。
5.便于與計算機和光纖傳輸系統相連,易于實現系統的遙測和控制。
6.可用于高溫、高壓、強電磁干擾、腐蝕等各種惡劣環境。
目前,人們在各個對光纖傳感器進行深入研究,使光纖傳感技術獲得了發展。比如在航天(飛機及航天器各部位的壓力、溫度傳感、陀螺)、航海(聲納)、石油化工(液面、流量)、電力工業(高壓輸電網的電流、電壓計量)、核工業(放射劑量、原子能發電站泄漏劑量監測)、器械(血液流速、血壓及心音測量)、研究(地球自轉、敏感蒙皮)等技術都取得了很多的研究成果。
光纖傳感器一般由三部分組成,除光纖之外,還 有光源和光探測器兩個重要部件。
光纖傳感器一般分為兩大類:一類是利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器,稱為功能型傳感器;另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用, 在光纖端面或中間加裝其它敏感元件才能構成傳感器,它稱為傳光型傳感器。
由于普通光纖的敏感因素太多,因此,用作光纖傳感器的光纖 是一些具有 性能的光纖,稱之為特種光纖。它們可以地減弱或交叉敏感問題。
光纖傳感器可以測量多種物理量,目前已經實用的光纖傳感器可測量物理量達70多種。因此,光纖傳感器具有廣闊的發展前景。