光ファイバおよび光ファイバ通信技術の急速な発展に伴い、光ファイバセンシング技術が登場しました。光ファイバーセンサーは、その誕生以来、小型、軽量、高感度、高速応答、強力な抗電磁干渉能力、および使いやすさから急速に開発され、化学医学、材料産業、水利などで広く使用されています。電力、船舶、炭鉱、さまざまな分野の土木工学。特に今日、モノのインターネットの急速な発展に伴い、光ファイバーセンシング技術の現状は無視できません。
1光ファイバーセンサーの基本原理と開発状況
1.1光ファイバーセンサーの基本原理と分類
光ファイバセンシング技術は、1970年代に開発された新しいタイプのセンシング技術です。光が光ファイバーを通って伝播するとき、それは外部の温度、圧力、変位、磁場、電場および回転の影響下で光によって反射されます。 、屈折および吸収効果、光学ドップラー効果、音響光学、電気光学、磁気光学および弾性効果などは、光波の振幅、位相、偏光状態、および波長を直接的または間接的に変化させることができ、したがってファイバーさまざまな物理量を検出するための高感度コンポーネントとして。
光ファイバーセンサーは、主に光源、透過ファイバー、光検出器、信号処理部で構成されています。基本的な原理は、光源からの光が光ファイバーを介してセンシングヘッド（変調器）に送られるため、測定されるパラメータが変調領域に入る光と相互作用し、光の光学特性が得られることです（光の強度、波長、周波数、位相、偏光状態などが変化して変調信号光になり、光ファイバーを介して光検出器に送られ、光信号が電気信号に変換されます。最後に信号を処理して測定された物理量を復元します。光ファイバーセンサーには多くの種類があり、一般に機能型（検知型）センサーと非機能型（光透過型）センサーに分類できます。
機能センサーは、外部情報に敏感な光ファイバーの能力と検出能力によって特徴付けられます。光ファイバを高感度部品として使用する場合、光ファイバで測定すると、光の強度、位相、周波数、または偏光状態の特性が変化します。変調機能を実現。次に、変調信号を復調することにより、測定する信号を取得します。この種のセンサーでは、光ファイバーは光の透過だけでなく、「感覚」の役割も果たします。
機能していないセンサーは、他の敏感なコンポーネントを使用して、測定された変化を感知します。光ファイバは情報の伝送媒体としてのみ機能します。つまり、光ファイバは光ガイドとしてのみ機能します[3]。従来の電気センサーと比較して、光ファイバーセンサーは強力な抗電磁干渉能力、優れた電気絶縁性、高感度を備えているため、環境、橋、ダム、油田、臨床医療検査、食品安全などのさまざまな分野で広く使用されています。テストおよびその他の分野。
1.2光ファイバーセンサーの開発状況
ファイバーセンサーの誕生以来、その優位性と幅広い用途は世界各国で注目され、高く評価されており、積極的に研究・開発されてきました。現在、光ファイバーセンサーは、変位、圧力、温度、速度、振動、液面、角度など、70を超える物理量で測定されています。米国、英国、ドイツ、日本などの一部の国は、光ファイバーセンサーシステム、最新のデジタル光ファイバー制御システム、光ファイバージャイロ、核放射監視、航空機エンジン監視、および民間プログラムの6つの側面に焦点を当てており、一定の成果を上げています。成果。
中国における光ファイバーセンサーの研究は1983年に始まりました。いくつかの大学、研究機関、企業による光ファイバーセンサーの研究は、光ファイバーセンシング技術の急速な発展につながりました。 2010年5月7日、Peopleâ€〜s Dailyは、南京大学工学管理学部の張Xuping教授によって発明された「ブリルアン効果に基づく連続分散光ファイバセンシング技術」が、組織された専門家の評価に合格したと報告しました。文部省による。鑑定専門家グループは、この技術は強力な革新性を持ち、多くの独立した知的財産権を有し、技術の国内トップレベルおよび国際先進レベルに達し、良好な適用の見通しがあると満場一致で信じています。このテクノロジーの本質は、モノのインターネットの概念を使用することです。これは、中国のモノのインターネットのギャップを埋めます。
2モノのインターネットの基本原則
モノのインターネットの概念は1999年に提案され、その英語名は「モノのインターネット」であり、これは「接続されたモノのネットワーク」です。モノのインターネットはインターネットを基盤としており、RFID（無線周波数識別）技術、赤外線センサー、グローバルポジショニングシステム、レーザースキャナーなどの情報技術を使用してアイテムをインターネットに接続し、情報交換と通信を実現します。位置を特定し、インテリジェントに識別し、追跡し、監視し、管理するネットワーク。モノのインターネットの技術アーキテクチャは、知覚層、ネットワーク層、およびアプリケーション層の3つのレベルで構成されています。
