1、光纤传感器产业化工作几点体会与讨论,姜德生周次明武汉理工大学2007.10,光纤传感器产业化工作几点体会与讨论,国外概况国内需求和存在的问题产业化几点体会与讨论自主知识产权核心技术研究多技术集成和成套技术研发工程应用新型传感器基础研究,国外概况,光纤陀螺及惯导系统军用2000以来美国、日本等国在汽车等更广泛工业应用领域推广,JAE 三轴惯导系统,M-V火箭系统,国外概况,光纤光栅技术军用航天飞机X-33上温度，应变监测瑞典SMART的国家计划，光纤光栅监视战斗机复合材料结构美国宇航研究院光纤光栅自适应机翼 美国全光纤水听拖曳阵列(AO-TA)和共形水听阵列(LWPA)英国全光纤海底声监视系统美
2、海军和航运公司合作 GCRMTC 计划，已成功将光纤光栅传感大规模用于船舶、潜艇损伤监测)阿林顿海军研究办公室资助光纤光栅海军舰艇结构健康监测比利时、日本、法国等用于核电站安全监测英美等用光纤光栅监测火药安全,光纤光栅技术国外概况,民用发达国家桥梁的安全监测大多采用光纤光栅传感技术大坝等大型土木工程安全监测德西门子等公司等已用于大型电机和高压传输电缆美 CIDRA 和英 Sunart Fibers Ltd 等用于输油管线和海洋石油,国内需求,新建桥梁几乎都增设长期健康监测系统公路隧道火灾监测和汽车称重急需新技术桥梁和水利等锚索长期实时安全监测要求十分迫切电网长期安全运行日益得到重视中石化安全局
3、2001年下文，所有5万M3以上油罐必须装火灾报警系统,产业化存在的问题,光纤光栅传感器种类不多解调器价格高，品种不全多技术集成研发投入单位不多工程应用技术研究不够,产业化关键技术研发,自主知识产权核心技术传感器特种光纤光栅封装传感器件解调器廉价低速解调器中速解调器高速解调器多技术集成和成套技术工程应用技术研发,光纤光栅传感器研发,特种光纤光栅啁啾光纤光栅三角形光纤光栅相移光纤光栅高温光纤光栅编码光纤光栅,采用谱型控制方法制备三角形光栅,无胶化FBG的制备技术,光纤光栅的金属化涂敷技术光纤光栅传感器的激光精密焊接技术,发明专利：ZL200410061378.9,高温光纤光栅传感器,500度时光
4、纤光栅反射光谱图,研发成功的系列光纤传感器,典型光纤光栅传感器,典型其他光纤传感器,波长解调核心技术研究,廉价低速解调器中速解调器高速解调器,F 9mm,nd,高反射膜,光纤,光纤,问题 1. 光纤直径小 （f9mm），需要高难度的微加工技术 2. 光纤需要平动扫描，很难保证高精度平行,研究高性能、低成本的波长解调技术是光栅传感技术产业化的关键之一,光纤光栅波长解调技术,可调FP波长解调技术,组合式角调谐波长解调技术（ZL200320116137.5）,准直器,光纤,滤波片,光程,nd /cosq,入射光,透射光,高反膜,通过旋转滤波片转动扫描工艺简单，成本低廉，可实现大规模工程应用,特点,准
5、直器,光纤,解调器,多技术集成和成套技术,是实现产业化和大规模工程应用的关键十多个专业技术人员从事多技术集成和成套技术研究光纤传感技术国家重点工业性试验基地光纤传感器国家高技术产业化示范工程十五863重大科技成果 “光纤光栅传感技术及产业化研究”建成了多类光纤传感器的多条生产线研发成果已在石化、交通、大型土木工程、水利、电力、重大装备、煤矿等行业领域重大工程获得广泛应用,光纤传感技术研发基地,光纤传感器产业化基地,工程应用技术研发,工程模型实验验证传感器的标准化、系列化 工程应用,汽车动态称重传感器测试模型,光纤称重传感系统工程应用验证与测试场景,5公里/小时,20公里/小时,动态称重测试数据
6、,隧道火灾报警测试模型,1号光缆温度-空间分布图,2号光缆温度-空间分布图,3号光缆温度-空间分布图,2+3号光缆温度-空间分布图,沪蓉西隧道试验检测,火车轮轴与轨道监测,工程应用,石化领域应用大型隧道工程应用大型桥梁安全监测的应用其它领域应用,国家四大战略储备油库和石化领域应用,解决了大型油罐火灾监测的工艺设计、安装、检测等成套技术难题参与制订了线型光纤火灾探测器的国家标准,国家四大战略储备油库火灾报警工程全部中标并已建成2007年国家某石油战略储备基地10万立方米特大油罐两次雷击失火，均及时报警，避免了重大损失,15点16分，总控室接到47#罐火灾自动报警信号,油罐火灾自动报警设施可靠,镇
7、海国家石油储备基地,大型油罐光纤火灾报警系统,大型隧道工程的火灾报警,解决了长距离火灾探测与传输的难题，实现20公里长无中继的火灾监测技术,在世界规模最大陕西秦岭终南山隧道火灾报警工程国际招标中以技术第一中标，建成并评为优秀项目,中标通知,获优秀项目奖通知,世界规模最大的公路隧道火灾报警,已在40多个隧道的火灾报警中应用,用户报告无漏报、误报，结构简单，维护方便，传输距离远，不受电磁干扰，可实时显示隧道内温度，系统具有自检功能，能满足隧道安全运行要求,厦门翔安隧道结构安全长期监测,大型桥梁安全监测,解决了桥梁多参数(索力、应变、振动、温度、车辆超载等)光纤光栅安全监测的技术难题解决了光纤光栅传
8、感用于恶劣环境的工程技术难题应用在包括世界跨度最大、承受荷载最重公铁两用斜拉桥 -武汉天兴洲长江大桥等十余座特大型桥梁的长期安全监测中,武汉市晴川桥安全监测系统,首次实现桥梁索力实时在线远程监测及时发现了安全隐患,武汉长江二桥安全监测系统,武汉长江二桥健康状况综合评估模型,桥梁安全实时监测系统,汉口上游C24号索振动频谱图,汉口上游C24号索实测索力值,重载车辆识别子系统,登录界面,其他工程应用,大型结构工程安全监测 三峡重点文物“白鹤梁”水下博物馆 湖北水布垭电站锚固工程 沪蓉西施家梁子滑坡监测 宜万铁路边坡安全防护系统大型机械装备安全监测港口大型翻车机实时在线监测岸桥起重机实时在线监测大型
9、浮吊实时在线监测发动机在线监测电力系统的安全运行监控 大连石化电缆沟长期安全监测 重庆电力(电缆)长期安全监测 武钢电缆沟长期安全监测,三峡白鹤梁水下博物馆保护工程光纤光栅长期安全监测系统,湖北清江水布垭水利工程大坝大应变及渗漏光纤光栅监测系统,全球最大面板坝安全检测,沪蓉西施家梁子滑坡监测,沪蓉西施家梁子滑坡监测,宜万铁路边坡安全防护系统,每个路段传感区域划分示意图,宜昌万县铁路安全监测路段划分示意图,港口大型翻车机实时在线监测岸桥起重机实时在线监测大型浮吊实时在线监测发动机在线监测(高速旋转设备长期在线监测),大型旋转机械装备安全监测,秦皇岛港口翻车机安全监测,翻车机端环应变测量布点示意图
10、,传感器在端环、 U形架和拉杆等关键部位布点情况,专家评价,相关数据,监测数据,上海洋山港岸桥起重机,岸桥起重机监测数据,大型浮吊安全监测,重庆电力应用,电缆温度监测系统软件界面,武钢应用,大连石化热电厂,新型光纤传感器基础研究,Enclosure isolated from machine core Class 1000 clean room compatibleFume extraction system Safety Interlocked Class 1 laser EnclosureEnclosure environment controlExitech Prime 7 MMI Software,M2000 E / Y Micro-machining tool,光纤紫外激光精细加工与改性新技术,光纤紫外激光精细加工与改性新技术,利用准分子激光加工玻璃材料,准分子激光表面刻蚀“WUT”字符,准分子激光烧蚀玻璃微孔,溅射及电子束沉积薄膜系统,超高真空部分，10e-9mbar,高真空部分，10e-7mbar,谢 谢！,
