测控技术与仪器专业导论大作业

《测控专业概论》大作业

专业班级：       测控                     

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光纤传感技术及其应用

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摘要

随着现代测量技术的发展,近二十年来光纤传感器越来越受到人们的重视。与传统的电类传感器相比,光纤传感器具有不受电磁干扰、适用范围广、分辨率高、易复用、体积小、重量轻等显著优点。所以光纤传感器技术及其发展受到了人们的广泛关注。本文主要从以下几个方面入手简略的介绍光纤传感器技术及其应用。首先介绍了光纤传感技术在国内外的发展情况;然后介绍了光纤传感技术,包括分类和特点;介绍了光纤传感器目前在各领域的主要应用;最后介绍光纤传感器的发展前景。

关键词：光纤传感器，光纤传感器技术，光纤传感器的应用

1．引言

光纤传感器具有很多的优点，如：不受电磁干扰、适用范围广、分辨率高、易复用、体积小、重量轻等显著优点。光纤传感器的分类及其应用领域也十分广泛，从分类的角度来看大致可以分为三大类，光纤光栅传感器、阵列复用传感系统、分布式光纤传感系统；从应用领域来看，他可以应用在，电力、医疗、建工等多个领域。虽然，如此它的研究还不是特别成熟，在从实验室走向工厂的路上还有很多没有解决的问题没有解决，还有待问我们新一代大学生去解决他们。

2. 光纤传感主要分类及其特点

2.1光纤光栅传感器

光纤光栅传感器是目前国内研究的热点之一。FBG传感器具有灵敏度高，易构成分布式结构，在一根光纤内可实现多点测量。满足“智能结构”对传感器的要求，可对大型构件进行实时安全监测；也可以代替其他类型结构的光纤传感器，用于化学、压力和加速度传感中。但是温度、应力交叉敏感是其实用化的最大。

目前，随着实用、廉价的波长解调技术进一步发展完善，光纤光栅传感技术已经向成熟阶段接近，部分也已经商用化。但在性能和功能方面需要提高。

2.2阵列复用传感系统

列阵复用传感系统将单点光纤传感器阵列化，实现空间多点的同时或分时传感，也称为准分布式系统。目前，应用最为广泛的是光纤光栅阵列传感和基于干涉结构的阵列光纤传感系统。

2.3分布式光纤传感系统

分布式光纤传感系统是根据沿线光波分布参量，同时获取在传感光纤区域内随时间和空间变化的被测量的分布信息，可以实现长距离、大范围的连续、长期传感。

3 光纤传感器目前在各领域的主要应用

 由于光纤传感器有很多的优点，所以他可以应用在很多方面，如：石油化工系统，测压力

温度、流量、含水率及密度测量；在医疗方面的应用，血流速度的测量、ph值得测量等；在电力系统中的应用，高压电缆的温度和应变测量的应用、电功率传感器中的应用、电力系统光缆监测中的应用；土木工程，桥梁检测、边坡监测、隧道监测中的应用。除了这些领域在其他领域中也有应用这里就不再举例。

4 光纤传感技术在国内的发展情况

当前，世界上光纤传感器领域的发展可分为两大方向:原理性研究与应用开发。随着光纤技术的成熟，对光纤传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。在我国目前的光纤传感器大多集中于大专院校和科研单位，但仍然未完成由实验室向产品化的过度。其中，比较成熟的技术包括：清华大学光纤传感中心与总后合作研制开发的光纤油罐液位于温度测量系统，已经安装运行数年；北京航空航天大学与总装合作研制的光纤陀螺系统目前指标为0.2。/hr；中国计量学院研制的分布式光纤传感系统，已有产品报道。此外在广东、深圳等地，还建立了许多光纤无源器件生产厂家。因为光纤传感器未能跨越产品化的门槛，并未向光纤通信产业那样成指数型增长许多与我们生活相关的传感器产品和大量的测试仪器依然依赖于进口，亟待发展的空间非常广阔。

5.光纤传感器的发展前景

光纤传感器由于具有很多的优点，人们对他的研究也越来越多。虽然目前光纤传感器技术，并不像光纤通信技术那么成熟，也没有非常成功的商业化，但已经得到了长足的发展，主要体现在：进入了实用化阶段；不断出现了新的传感器技术。但是目前的发展现状仍然不能满足实际需要，还有很多待研究的问题，如：实用化研究，在性价比方面需要特别注意；多用途，即对多种物理量进行同时测量；提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度和设计复杂的传感器网络工程等。所以光纤传感器的发展前景有：（1）传统传感器无法解决的问题作为光纤传感器的研究对象；（2）建立复杂的光纤传感器网络，实现多任务、多用途的目的；（3）开辟新的光纤传感器发展领域。

参考文献

[1]李建中.基于POTDR的分布式光纤传感技术及其应用.电子科技大学硕士论文，2008.

[2]王鹏宇.光纤传感器技术及其应用. 第二十六届中国（天津）2012IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集，2012.

[3] 侯俊芳，裴丽，李卓轩，刘超.光纤传感技术的研究进展及应用[J].光电技术应用，2012.

[4]张土奎.光纤传感器的应用.山东建筑大学毕业论文，2011.

[5]李海燕.光纤传感器的现在和展望.仪表技术与传感器，2009.

课后体会

刚进入大学，一切都是新鲜的。虽然对什么事情都充满了好奇，但也充满了疑惑和迷茫。不过这些问题随着日子一天天的过去和对 《测控技术与仪器专业导论》的学习，让我重疑惑和迷茫中走出，同时也让我对大学生活有了更多的憧憬和期待。有了正确的引导，每一步的前行都是那么的清晰。通过对《测控技术与仪器专业导论》的学习让我对本专业有了新的认识，也确定了我的奋斗目标。下面让我一一道来。

首先通过本课程的学习让我了解了本专业是做什么的，以及本专业出入社会后的就业前景。总的来说本专业是研究信息获取、处理、存储、传输以及对相关要素进行控制的理论技术，涉及电子学、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术等多个学科基础及高新技术。他的应用范围十分广泛，在工业、农业、交通、航海、军事、电力和民用生活等各个领域。看到如此广泛的应用领域就不得不说一下本专业的就业前景。本专业就业主要有三大方向，1. 智能仪器仪表方向，该方向主要是从事仪器仪表，电子产品的软件，硬件研发，测试，也可以从事仪表自动控制等方面的工作；2. 测试计量技术与仪器方向，该方向主要是从事计量，测试检测，品质检验等的工作；3. 计算机测控技术方向除了这些还可通过考研继续深造。

有了对本专业的认识和对就业前景的了解，就不得不说自己在四年的学习生活中的规划了。在接下来的大学四年生活里，首先要积极跟着老师的脚步，学习相关的专业知识(最低要求做到不挂科) ，同时积极与导师沟通，申请项目用自己所学的知识做出自己的产品或者通过自己所学的知识改进或提高现有的某项技术。

奇思妙想

 通过对《测控技术与仪器专业导论》的学习，让我看到了很多高科技的东西，因为这些东西的出现使我们的生活更加方便快捷。在看到这些东西，以及一些科幻片中展现出的高科技的产品。让我也萌发了发明一种奇特产品的想法。

 近年来，发生了马航MH370失联，马航MH17被击落，亚航QZ8501失联等一系列飞机失事事件。这些事件给航空公司带来了经济损失，让乘客失去了生命，给乘客的家人带来了精神上的创伤，同时也会给人们带不安。那么我们是不是可以设计一种飞机可以自己预判会发生的一些事情从而避免事故的发生呢?这个问题通过我对《测控技术仪器专业导论》的学习。我认为是有可能实现的。

要实现这种可以自己预判并做出相应反应的超级飞机。除了飞机在制造材料和工艺上的突破外，更重要的要让飞机有“感觉”有“头脑”还要有“手脚”。什么是有“感觉”呢？首先对飞机本身而言，用一整套传感器组成系统，时刻监控飞机自身的变化，如，是否有机械故障，是否出现某线路漏电，发动机叶片出现裂纹等一系列人们不易发现，或者更本就无法发现的问题。然后是，飞机升空后，飞机从一个地方飞到另一个地方，在途中难免遇到天气变化，起飞或降落的时候遇到飞鸟，更有胜者遇到被导弹等误击等情况。这时就需要飞机有一个强大的外部“感觉”系统，在第一时间感觉到对飞机不利因素的道来。只有“感觉”还不行，有了感觉还要对感觉做出判断所以就需要“大脑”要回思考，对内外部传感器传回的数据进行处理并做出判断，给予飞行员正确的提示，同时将问题直接发给地面控制中心及时给飞行员建议。如果太过紧急的情况出现，他还将自动控制飞机的相关运动。这就需要他有“手脚”。可以自己决定自己的飞行高度，速度等。

 总的来说，就是要让飞机全智能化，通过各种技术手段，能自动避开导弹，飞鸟，恶劣的气候环境等不利因素。达到安全航行的目的。

换位思考

  假如我是一名大学专业老师。首先我会将先提高自身素质，自身素质分两个板块:第一，具备扎实的专业知识和专业技能，能够解决在该学科教学范围内出现的各种问题。第二，具备创新精神，能够想出一些以该学课有关的一些想法或者实验等。然后，在上课的时候要将课上“活”特别是纯粹的理论知识。有一套自己的教学方法，不能只照着PPt念一通，要解释清楚每一个知识点。同时也要理论结合实际，多做实验，正所谓“实践是检验真理的唯一标准”说的就是这个道理。

在课堂上，老师应该多与同学沟通，营造一种轻松的氛围。在考试方面，应该传统的理论考试和实际操作考试以及日常考试成绩和课堂表现相结合的考核模式。不能只局限于理论考试和什么课堂考勤这些实际意义不大的内容上

 除了上面所说的，我觉得一个老师还应该有较好的亲和力。能与学生真诚沟通，及时了解学生对该课程上课后的反应，通过反馈回来的问题及时做出课程调整。要给学生留联系方式，个人觉得留qq，给出特定的时间在线，让同学们提上课没听懂或者不会做的题。及时了解学生们的学习动态。