塑料光纖傳感器及其應(yīng)用

1、  輻射探測

 當(dāng)前傳統(tǒng)的輻射探測器已經(jīng)發(fā)展的很成熟了，并在許多行業(yè)發(fā)揮表現(xiàn)突出的性能。如NaI(T1)作閃爍材料，光電倍增管作為光電轉(zhuǎn)換器，直接相連接，閃爍體發(fā)出的熒光轉(zhuǎn)換成電流脈沖后，通過電線傳輸?shù)胶罄^電路中，可進(jìn)行計(jì)數(shù)分析或能譜分析。這種通過波導(dǎo)層直接將晶體與光電倍增管相連接的系統(tǒng)，由于熒光產(chǎn)生后便直接被光電倍增管轉(zhuǎn)換成電子，轉(zhuǎn)換效率高，熒光被最大限度地放大，所以相對容易做成產(chǎn)品，產(chǎn)品也相當(dāng)?shù)某墒炝?，并且在低輻射能量和低劑量率的環(huán)境中也能很好地使用。但是在輻射環(huán)境溫度多年，存在電磁場的情況下性能不佳，而且有些場合不適合這些帶電儀器進(jìn)入。

  最近日本帝人化成有限公司宣布成功發(fā)明了一種塑料光纖，當(dāng)這種塑料光纖暴露在放射環(huán)境下會(huì)發(fā)出藍(lán)光，未來將帶來承恩更低的輻射探測器。也可用于醫(yī)用裝置。

2、  生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)傳感

塑料光纖用于生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)傳感有兩大優(yōu)越性。一是它與被測煤質(zhì)有良好的相容性，二是光纖材料有廣泛選擇性，即容易找到適合的折射率和具有特定功能的塑料光纖材料。

 用于生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)傳感的主要小營有：消逝場效應(yīng)，吸收效應(yīng)和色度效應(yīng)。

①     利用消逝場效應(yīng)構(gòu)成用于測定水處理液污染程度的光纖傳感器。

②     利用吸收效應(yīng)構(gòu)成探測表面活性劑溶液中的臨界生物膠團(tuán)濃度的傳感器。

③     利用色度效應(yīng)構(gòu)成檢查食道癌的傳感器。

3、  工程結(jié)構(gòu)安全與材料斷裂檢測

①     工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測

塑料光纖傳感器可用于工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特性（如強(qiáng)度和硬度）變化監(jiān)測等，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，多為強(qiáng)度調(diào)制型，也可以通過監(jiān)測結(jié)構(gòu)的共振頻率、模式、阻抗等來獲得結(jié)構(gòu)的退化或損壞信息。

②     材料斷裂分析與測試

塑料光纖用于土木節(jié)結(jié)構(gòu)算壞和斷裂監(jiān)測時(shí)，其拉伸和抗堿方面優(yōu)于石英光纖，有較好的動(dòng)態(tài)范圍和化學(xué)穩(wěn)定性。

③     沖擊損傷監(jiān)測

塑料光纖傳感器可用于檢測碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的沖擊損傷。測量在不同沖擊能量下，碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂懸臂梁的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

4、  環(huán)境檢測

在工農(nóng)業(yè)、生物和醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，環(huán)境因素諸如濕度、露點(diǎn)、PH值、特種氣體（氧氣、二氧化碳、煤氣、甲烷等）的精確監(jiān)測、控制非常重要，塑料光纖傳感器在這些方面很有用

①     濕度傳感器

 塑料光纖濕度傳感器工作原理：利用材料吸收水分后光學(xué)性能的變化來測量濕度，包括光譜的變化、折射率的變化等。

㈠利用光譜的變化。

㈡利用折射率的變化。

②     露點(diǎn)傳感器

露點(diǎn)傳感器在氣象監(jiān)測、農(nóng)作物濕度檢驗(yàn)、食物水分子以及水分子的平菇等領(lǐng)域均有作用。

③     氧傳感器

 塑料光纖傳感器可用于連續(xù)監(jiān)測氧氣和溶解氧。其原理是基于材料的激發(fā)態(tài)磷光壽命和氧含量的關(guān)系，再利用光纖中的漸逝場效應(yīng)，即可由光纖輸出光強(qiáng)的變化監(jiān)測氧的含量。

通過塑料光纖，我們可實(shí)現(xiàn)智能家電（家用PC、HDTV、電話、數(shù)字成象設(shè)備、家庭安全設(shè)備、空調(diào)、冰箱、音響系統(tǒng)、廚用電器等）的聯(lián)網(wǎng)，大道家庭自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制管理，提高生活質(zhì)量；通過塑料光纖，我們可實(shí)現(xiàn)辦公設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，如計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)并行處理，辦公設(shè)備間數(shù)據(jù)的高速傳輸可大大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公等。

塑料光纖在制造工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。通過轉(zhuǎn)換器，塑料光纖可以在RS232、RS422、100Mbps以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口相連，從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信線路。能夠告訴的 工業(yè)控制信號(hào)和指令，避免因使用金屬電纜線路而受電磁干擾導(dǎo)致通信傳輸中斷的危險(xiǎn)