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光纤传感技术在铁路设备监测中的应用

【摘要】:光纤传感器始于1977年,把待测量与光纤内的导光联系起来就形成光纤传感器,如图3-70所示。与传统的以电为基础的传感器相比,光纤传感器用光而不是用电来作为敏感信息的载体;用光纤而不是用导线来作为传递敏感信息的媒介。图3-70光纤传感器光纤传感技术用于铁路诸多设施和装备的监测中,包括车辆状态、车辆结构、轨道状态、轨道基础结构、线路中的桥梁隧道等基础设备的监测。

光纤的科学研究具有悠久的历史,最早可以追溯到瑞士物理学家克拉顿在1841年所展示的精彩的光喷泉——他让光线从水槽中沿着弧状的水柱传播。1966年,英籍华裔学者高锟指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信的基础。没有高锟先生的研究成就也许就不会有我们今天人人都在使用的互联网,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。光纤是20世纪70年代的重要发明之一,它与激光器半导体探测器一起构成了新的光学技术,创造了光电子学的新天地。光纤传感器始于1977年,把待测量与光纤内的导光联系起来就形成光纤传感器,如图3-70所示。

与传统的以电为基础的传感器相比,光纤传感器用光而不是用电来作为敏感信息的载体;用光纤而不是用导线来作为传递敏感信息的媒介。光纤传感器具有:① 电绝缘性,特别适用于高压供电系统及大容量电机的测试;② 抗电磁干扰性,特别适用于高压大电流、强磁场噪声、强辐射等恶劣环境;③ 高灵敏度;④ 容易实现对被测信号的远距离监控等特点。

图3-70 光纤传感器

光纤传感技术用于铁路诸多设施和装备的监测中,包括车辆状态、车辆结构、轨道状态、轨道基础结构、线路中的桥梁隧道等基础设备的监测。例如,由于光纤传感器具有良好的抗电磁干扰性能和绝缘性能,十分适合于列车温度、速度的测量;由于光纤光栅传感器具有灵敏度高、体积小、能够串联组网的优点,可以用于列车健康监测和桥梁、隧道的健康监测;由于分布式光纤传感器成本较低、可长距离连续测量,解决了铁路沿线的泥石流监测和铁路电力传输网的结冰监测问题。