電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分布面廣，在高壓電力線(xiàn)和電力通信網(wǎng)絡(luò)上存在著各種各樣的隱患，因此，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各種線(xiàn)路、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布式監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

　　1、在高壓電纜溫度和應(yīng)變測(cè)量中的應(yīng)用。目前，國(guó)外(主要是英國(guó)、日本等)已利用激光喇曼光譜效應(yīng)研制出分布式光纖溫度傳感器產(chǎn)品。而國(guó)內(nèi)也在積極地開(kāi)展這方面的研究工作。國(guó)內(nèi)把分布式光纖溫度傳感技術(shù)引入電力系統(tǒng)電纜測(cè)溫的研究工作只是剛剛開(kāi)始。聯(lián)系到我國(guó)南方地區(qū)去年所遭受到的雪災(zāi)來(lái)考慮，如果能在高壓電纜上并行地鋪設(shè)傳感光纜，對(duì)電力系統(tǒng)電纜、鐵塔等設(shè)施的溫度、壓力等參量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，就能夠做到及時(shí)排險(xiǎn)，從而盡可能減少經(jīng)濟(jì)損失�？梢�(jiàn)，光纖傳感器在電力系統(tǒng)將具有廣泛的應(yīng)用前景。在理想情況下，光纖應(yīng)被置于盡可能靠近電纜纜芯的位置，以更精確地測(cè)量電纜的實(shí)際溫度。對(duì)于直埋動(dòng)力電纜來(lái)說(shuō)，表貼式光纖雖然不能準(zhǔn)確地反映電纜負(fù)載的變化，但是對(duì)電纜埋設(shè)處土壤熱阻率的變化比較敏感，而且能夠減少光纖的安裝成本。

　　2、在電功率傳感器中的應(yīng)用電功率是反映電力系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)幕�本電量，電功率測(cè)量是電力計(jì)量的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁測(cè)量方法日益顯露出其固有的局限性，如電絕緣、電磁干擾、磁飽和等問(wèn)題，因而人們一直在致力于尋找測(cè)量電功率的新方法�？梢哉f(shuō)光纖傳感器的出現(xiàn)給人們解決這一問(wèn)題帶來(lái)了福音。光纖電功率傳感器的主要特點(diǎn)是：由于電功率傳感同時(shí)涉及電壓、電流2個(gè)電量，因而通常需要同時(shí)考慮電光、磁光效應(yīng)，同時(shí)利用2種傳感介質(zhì)或1種多功能介質(zhì)作為敏感元件，這使得光纖電功率傳感頭的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜；光纖電功率傳感器的光傳感信號(hào)中有時(shí)同時(shí)包含電壓、電流信號(hào)，因此其信號(hào)檢測(cè)與處理方法也將比較復(fù)雜。

　　3、在電力系統(tǒng)光纜監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用電力系統(tǒng)光纜種類(lèi)繁多，加之我國(guó)地域廣闊，各地環(huán)境差異很大，所以光纜的環(huán)境也很復(fù)雜，其中溫度和應(yīng)力是影響光纜性能的主要環(huán)境因素。因此，在監(jiān)測(cè)光纖斷點(diǎn)的同時(shí)也對(duì)光纜所處溫度和應(yīng)力情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可見(jiàn)對(duì)光纜的故障預(yù)警及維護(hù)意義深遠(yuǎn)。通過(guò)測(cè)量沿光纖長(zhǎng)度方向的布里淵散射光的頻移和強(qiáng)度，可得到光纖的溫度和應(yīng)變信息，且傳感距離較遠(yuǎn)，所以有深遠(yuǎn)的工程研究?jī)r(jià)值�；�于布里淵光時(shí)域反射(BOTDR)的分布式光纖傳感系統(tǒng)，采用相干檢測(cè)技術(shù)，系統(tǒng)原理如圖1所示。

　　圖1 基于BOTDR傳感系統(tǒng)原理

　　BOTDR光纖傳感系統(tǒng)測(cè)量的是光纖的自發(fā)布里淵散射信號(hào)，其信號(hào)強(qiáng)度非常微弱，但可以采用相干檢測(cè)技術(shù)提高系統(tǒng)信噪比。這種方案可單光源、單端工作，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，而且可同時(shí)監(jiān)測(cè)光纖斷點(diǎn)、損耗、溫度和應(yīng)變。傳光光纖傳感器在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用醫(yī)用光纖傳感器目前主要是傳光型的。以其小巧、絕緣、不受射頻和微波干擾、測(cè)量精度高及與生物體親合性好等優(yōu)點(diǎn)備受重視。本文將主要介紹傳光光纖在壓力測(cè)量、血流速度測(cè)量、pH值測(cè)量三個(gè)方面的應(yīng)用。此外，它還可以應(yīng)用于測(cè)量溫度和醫(yī)用圖像傳輸上面。

　　1、壓力測(cè)量。目前臨床上應(yīng)用的壓力傳感器主要用來(lái)測(cè)量血管內(nèi)的血壓、顱內(nèi)壓、心內(nèi)壓、膀胱和尿道壓力等。用來(lái)測(cè)量血壓的壓力傳感器示意見(jiàn)圖1。其中對(duì)壓力敏感的部分是在探針導(dǎo)管末端側(cè)壁上的一塊防水薄膜，一面帶有懸臂的微型反射鏡與薄膜相連，反射鏡對(duì)面是一束光纖，用來(lái)傳遞入射光到反射鏡，同時(shí)也將反射光傳送出來(lái)。當(dāng)薄膜上有壓力作用時(shí)。薄膜發(fā)生形變且能帶動(dòng)懸臂使反射鏡角度發(fā)生改變，從光纖傳來(lái)的光束照射到反光鏡上，再反射到光纖的端點(diǎn)。由于反射光的方向隨反射鏡角度的變化而改變，因此光纖接收到的反射光的強(qiáng)度也隨之變化。這一變化通過(guò)光纖傳到另一端的光電探測(cè)器變成電信號(hào)，這樣通過(guò)電壓的變化便可知探針處的壓力大小。

　　圖1 光纖體壓計(jì)探針

　　2、血流速度測(cè)量多普勒型光纖速度傳感器測(cè)量皮下組織血流速度的示意見(jiàn)圖2此裝置利用了光纖的端面反射現(xiàn)象，測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
光纖傳感器全面剖析

　　圖2 光纖體壓計(jì)探針

　　發(fā)光頻率為f的激光經(jīng)透鏡，光纖被送到表皮組織。對(duì)于不動(dòng)的組織，例如血管壁，所反射的光不產(chǎn)生頻移；而對(duì)于皮層毛細(xì)血管里流速為 的紅細(xì)胞，反射光要產(chǎn)生頻移，其頻率變化為△f；發(fā)生頻移的反射光強(qiáng)度與紅細(xì)胞的濃度成比例，頻率的變化值可與紅細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)速度成正比。發(fā)射光經(jīng)光纖收集后，先在光檢測(cè)器上進(jìn)行混頻，然后進(jìn)人信號(hào)處理儀，從而得到紅細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)速度和濃度。

　　3、pH值測(cè)量

　　用來(lái)測(cè)定活體組織和血液值pH光纖光譜傳感器示意圖，如圖3所示。其工作原理是利用發(fā)射光、透射光的強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布光譜來(lái)進(jìn)行測(cè)量。這種傳感器將兩根光纖插入可透過(guò)離子的纖維素膜盒中.膜盒內(nèi)裝有試劑，當(dāng)把針頭插入組織或血管后，體液滲入試劑，導(dǎo)致試劑吸收某種波長(zhǎng)的光.用光譜分析儀測(cè)出此種變化，即可求得血液或組織的pH值。
光纖傳感器全面剖析

　　圖3 測(cè)定pH值的光纖光譜儀

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