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光纤传感器未来将应用于地震监测

导读: 在光纤多参数传感的研究方面,随着科学技术的发展,在许多重要场合中,需要同时测量两个或两个以上参数的变化。在光纤多参数传感的研究方面,随着科学技术的发展,在许多重要场合中,需要同时测量两个或两个以上参数的变化。

  据饶云江介绍,在光纤多参数传感的研究方面,随着科学技术的发展,在许多重要场合中,需要同时测量两个或两个以上参数的变化。例如,智能材料与结构健康监测中的应变、振动与温度同时测量,地震中地质板块内部应力、温度、位移和倾斜以及振动、地下流体压力、地下磁场等地下物理量;石油、天然气开采中的压力、温度与流量同时测量等。因而应用复合光纤传感器实现多参数的同时,测量技术不仅是光纤传感领域也是传感器大领域中一个十分重要、具有挑战性的科学研究课题。为了解决这个问题,饶云江课题组首次在国际上提出了系列光纤多参数传感方法,应用集成式传感器实现多种参数同时测量的新方法。

  此外,还将集成式光纤传感器应用于国防和大型桥梁的健康监测之中。目前,该类传感器已成功应用于重庆市5座大桥的安全实时监测,该类光纤传感在土木工程结构中应用所取得的经验对于开展地震监测是非常有帮助的。

  卓越的组网能力是新一代光纤传感器的特征之一,针对这个挑战,饶云江课题组在国际上首次提出基于复用方法的大容量光纤传感器网络,通过将传统的光纤传感器改造为腔长可达数毫米的传感器,再结合某些科学方法,建立具有复用1000个以上光纤传感器能力的网络,从而在国际上率先解决了传统光纤传感器复用能力差的瓶颈,为该类传感器的大规模应用奠定了技术基础。该类传感器目前正应用于输油管道的健康安全监测。

  该课题组还把超长距离光纤传感变为现实。超远距离遥测是新一代光纤传感器的另外一个特征,如何实现100公里以上的测量距离是光纤传感领域的又一个挑战。面对这个挑战,饶云江课题组又在国际上首次制备了具有250公里的超长距离测量能力的测量系统,而且该系统已作为光纤围栏在重要设施安全防护、反恐中得到实际应用,并可望在地震监测中获得重要应用。

  另外,在微纳光纤传感技术研究方面,饶云江课题组也取得了重大突破。他们解决了常规电类传感器在耐恶劣环境能力方面存在的诸多问题。

  饶云江课题组许多相关成果已成功用于监测桥梁的应力、位移、倾斜及振动,并已产业化,因此具有很好的基础。

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