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物联网技术现阶段应用已经十分广泛,利用各种技术对信息进行感知、传输、处理和反馈,其最大特征是感知的多样性、分散性、智能性和实时性。多样性表现为感知对象多、感知参数多、容量大;分散性即人与物、物与物通常比较分散;智能性是指需对数据进行分析和处理;实用性即能够实时感知、传输和处理信息。
目前的物联网有别于早期的物联网。早期的物联网通过RFID技术对物品静态特性进行识别和感知,利用互联网进行信息传输;现在的物联网通过各种信息感知设备,如RFID、光电传感器、全球定位系统等获知各种信息,基于互联网进行信息传输和处理,实现人与物、物与物的沟通和互动。物联网涉及多学科、多技术,需要先进的通信技术作为支撑。
物联网工作的主要流程是感应、传输和智能:首先对物体的静态属性、动态属性进行感知,对环境变量进行感知;然后进行远距离、宽带、可靠的信息传输;最后对大数据进行实时、快速、智能化的处理。
光纤通信与光纤传感技术将在物联网领域发挥重要作用。光纤是直径为0.125mm、长度从几米至几十公里、由二氧化硅玻璃材料制作的光传输介质。光纤的损耗很小,在1.55um波段损耗可低至0.2dB每千米,约99%的入射光可以通过1千米长的光纤。
光纤具有宽带特性,可将各种传感器复用于一根光纤,进行检测和传输。光纤传感器具有体积小、重量轻、牢固耐用、抗电磁干扰、传感头无须供电、使用安全(绝缘性好、无燃爆危险)、可远距离遥测、多点复用、分布式测量等优点,光纤材料用做传感器具有独特的优势。
光纤传感的原理是通过检测光纤中传输的光波强度、相位、频率/波长、偏振的变化感知外界物理量的变化。光纤传感器可制成分立的、准连续和分布式的传感测量系统。可以测量温度、位移、加速度、压力、应变、电场、磁场、转动、气体浓度、流速、锈蚀等各种变量。
早在2008年,IBM提出“智能地球”的概念,建议政府投资建设新一代智慧型基础设施。IT产业下一阶段的任务是把新一代信息技术运用于各行业中,把传感器嵌入和装备到电网、交通、桥梁、隧道、建筑、大坝、水油气管道、城市基础设施等各种物体中,并通过网络连接,形成“物联网”。
光纤传感器的应用范围很广,主要有以下几个方面:
城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。
在电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内温度的检测等,由于电类传感器易受电磁场的干扰,无法在这类场合中使用,只能用光纤传感器。例如分布式光纤温度传感器就是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术。
用于易燃易爆物的生产过程与设备的温度测量。光纤传感器在本质上是防火防爆器件,它不需要采用隔爆措施,十分安全可靠。与电学传感器相比,既能降低成本又能提高灵敏度。
此外,它还可以应用于铁路监控、火箭推进系统以及油井检测等方面。
总之,物联网与光纤传感有相辅相成、相互促进的作用。光纤同时具备宽带、大容量、远距离传输和可实现多参数、分布式、低能耗传感的显著优点。光纤传感可以不断汲取光纤通信的新技术(如新的半导体光源、新型光纤)、新器件,各种光纤传感器有望在物联网中得到广泛应用。光纤技术在物联网中有很广阔的应用前景,全光物联网有望在将来出现并成为一种新的物联网形式。
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说起物联网自动化,那么传感器就不得不着重分析一下,小小的传感器正是物联网得以高速发展的重要组成部分,而随着物联网发展势头的猛进,传感器也紧跟其后!传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤传感器特点分析一
传感技术是当今世界发展最为迅速的高新技术之一。新型传感器不仅追求高精度、大量程、高可靠、低功耗和微型化,并且向着集成化、多功能、智能化和网络化的方向发展,以满足工业、农业、国防和科研等各个领域的需求。光纤传感技术是20世纪70年代随着光纤技术和光通信技术的发展而迅速发展起来的。它代表
自出现光纤传感器后,它的优势与应用引起了各个国家人们的高度关注。并且对光纤传感技术进行了深入的研究。现如今,通过光纤传感器可以对位移、温度、速度、角度等物理量进行测量。现如今,很多西方发达国家将对光纤传感器研究的重点放在光纤控制系统、核辐射监控、民用计划等多个方面,同时已经取得了
近年来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能,例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达
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摘 要:电力变压器绕组热点温度的在线测量对于确保其安全稳定运行具有重要的意义。本文提出一种基于光纤光栅的绕组热点测温方法,首先简要介绍了测温方法的基本原理,之后对测温系统的结构及关键技术进行了讨论,最后针对不同用户的需求,设计了不同的安装结构,进行了实际测试。实测结果表明,系统能够实时测量绕组温度变化,可为变压器绝缘状况的评估将提供重要依据。关键词:电力变压器;绕组;热点;光纤光栅;分布式作者:侯丹1,卫广远1,钱政2,郑敏1(1深圳太辰光通信股份有限公司,广东深圳,518000;2北京航空航天大学,北京,100191)引言电力变压器是电力系统中的核心
摘 要:电力变压器绕组热点温度的在线测量对于确保其安全稳定运行具有重要的意义。本文提出一种基于光纤光栅的绕组热点测温方法,首先简要介绍了测温方法的基本原理,之后对测温系统的结构及关键技术进行了讨论,最后针对不同用户的需求,设计了不同的安装结构,进行了实际测试。实测结果表明,系统能够实时测量绕组温度变化,可为变压器绝缘状况的评估将提供重要依据。关键词:电力变压器、绕组、热点、光纤光栅、分布式作者:侯丹1,卫广远1,钱政2,郑敏1(1深圳太辰光通信股份有限公司,广东深圳,518000;2北京航空航天大学,北京,100191)引言电力变压器是电力系统中的核心
光纤陀螺、光纤水听器等传感器在军事和民用领域中的应用越来越广泛,从而对它们性能的要求也就变得越来越高。其中,光纤耦合器是组成这些光纤传感器的核心部件,其性能对光纤传感器整体性能的影响很大。国内光纤耦合器主要由单模光纤制成,这种耦合器制作工艺简单,成本较低,然而,由于其不具有偏振保持功能,外部扰动导致的双折射会引起光纤传感器的零位漂移和信号衰落,从而导致耦合器的性能很不稳定。由保偏光纤制成的保偏光纤耦合器是一种特殊的光纤耦合器,它除了具有普通耦合器合光分光的功能之外,还具有保持线偏振光的偏振态不变的性质,然而西方发达国家一直对我国封锁有关保偏光纤耦合器的
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