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681-光纤传感器技术综述与发展趋势.docx

更新时间:2026-08-24 08:31:30 大小:39K 上传用户:潇潇江南查看TA发布的资源 标签:光纤传感器FBG技术综述发展趋势产业格局 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

光纤传感器技术综述与发展趋势

引言

光纤传感器是一种以光纤作为传感介质,利用光在光纤中传播时对外界物理量(温度、应变、压力、振动、位移等)的敏感性进行测量的技术。与传统电学传感器相比,光纤传感器具有抗电磁干扰、本质安全、耐腐蚀、可分布式测量和远程监测等突出优势。2025年全球光纤传感器市场规模已达约124.7亿美元,预计到2030年将突破236.5亿美元,年复合增长率约13.6%。中国作为全球最大生产基地与第二大消费市场,2025年国内市场规模达42.3亿美元,占比约33.9%。本文系统介绍光纤传感器的技术原理、分类体系、产业格局及未来发展趋势。

光纤传感器基本原理

光纤传感器的基本原理是将外界物理量的变化调制到光纤中传输的光信号上,通过检测光信号的强度、波长、相位、偏振态或频率的变化来感知被测物理量。光纤传感器主要由光源、传感光纤、光电探测器和信号处理系统组成。

主要技术分类

光纤布拉格光栅(FBG)传感器

FBG传感器通过在光纤纤芯中写入周期性折射率调制结构,形成波长选择反射器。外界应变或温度变化引起光栅周期和有效折射率变化,导致布拉格波长偏移。FBG传感器具有波长编码、抗干扰能力强、可串联复用的优点,广泛应用于航空航天结构健康监测、风电叶片应力检测等领域。2025FBG传感器市场规模达28.6亿美元。

分布式光纤传感器

分布式光纤传感器利用光纤本身作为传感介质,沿光纤路径实现连续分布式的物理量测量,分为以下三种类型:

1. 分布式温度传感(DTS):基于拉曼散射或布里渊散射原理

2. 分布式应变传感(DSS):基于布里渊散射原理,空间分辨率达0.5m

3. 分布式声波传感(DAS):基于相干瑞利散射原理,用于振动和声波检测


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