今日は無錫日環センサー科学技術有限公司からファイバセンサーをご紹介します:技術の核心、応用シーンと産業発展の全景。

光ファイバセンサーは光ファイバ技術派生の重要なブランチとして、独特の性能によってすでに多分野インテリジェント化アップグレードのキーサポートになって、以下は核心次元から点によって展開して述べます:

一、基幹技術体系です

1コアな原理です

光ファイバの導波路特性により、コアとクラッドの屈折率の差により光の全反射伝送を実現します。

光信号の変調と復調のプロセスを利用して、測定された物理量を検出可能な光/電気信号に変換します。

2.二大分類です

機能性タイプ(FFタイプ):光ファイバ自体が敏感な要素で、感知と信号伝達機能を兼ね備えています。

非機能型(NF型):光ファイバは伝光媒体としてのみ機能し、光信号を変調する外部の敏感な要素に依存します。構造が簡単で信頼性が高く、応用範囲が広いです。

3.メインストリームの変調方式です

光強度変調:マイクロカーブ効果、外部変調または屈折率変調によって光強度を変化させ、復調には高いs / n比を保証する必要があります。

偏光変調:電気光、磁気光などの効果を利用して光の偏光状態を変化させ、偏光を検出するための光強度の変化に変換します。

位相変調:位相変化を振幅変化に変換する干渉測定技術で、高精度な測定に適しています。

周波数変調:光学ドップラー効果に基づいて、光周波数オフセットを検出することで被写体の動きの情報を取得します。

二、キー製品:ファイバラスターセンサです。

1構造と原理です

芯に単結晶ゲルマニウムイオンをドープし、紫外線干渉照射により週期的に屈折率が変化するブラッグ回折格子(FBG)を形成します。

被測定パラメータによる回折格子週期や有効屈折率の変化を検出することで,正確な物理量の測定を実現します。

2.主な種類と応用です

温度センサ:熱膨張と熱光学効果に基づいて、毛細管パッケージを採用して、環境と設備の温度監視に使用します。

ひずみセンサ:弾光効果を利用して、結着剤と被測定物の協同ひずみを通して、建築構造、机械部品の監視に応用します。

圧力センサ:封止増感技術によって圧力をひずみに変換して、配管、設備の圧力検出に適用します。

加速度センサ:弾性素子を利用して変位をひずみに変換し、振働監視と設備状態診断に使用します。

三、多様な応用シーンです

1.産業と工学の監視です

液位モニタリング:全内反射原理を利用し、光強突然変異により液位位置を判断します。

角速度モニタリング:従来のジャイロよりはるかに精度の高い、サグナック効果に基づいた光ファイバジャイロは、ナビゲーションや姿勢制御に使用されます。

電流の監視:ファラデーの磁気の光の効果に頼って、高圧の電力網の監視に接触することがありません。

工事の安全:地下鉄、ダム、水と電気の工事の中で監視して傾斜、沈降、ひずみなどのパラメータ、構造の安全を保障します。

2.医療・健康分野です

がんの早期スクリーニング:2波長ファイバーレーザーセンサーは腫瘍マーカーの検出感度を2-3桁向上させ、臨床検証を通過します。

疾病マーカー検出:サンドイッチ構造光ファイバセンサーの感度が2桁向上し、極めて低い含有マーカーを検出できるようになりました。

3.新エネルギーとバッテリーのモニタリングです

温度監視:FBGセンサーは、電池の内部に埋め込まれ、測定精度は10pm/℃、熱暴走を防止します。

ひずみ/応力モニタリング:波長オフセットによりバッテリーの充放電状態を反映し、過充電リスクを警告します。

電解液とスペクトル監視:電解液屈折率の変化を検出し、電解液の分解過程と電極相転移を追跡します。

4.ロボット工学とバイオ工学です

多モダリティ触覚感知ソフト机械指、0.01N接触力を識別することができて、正確に材料特性とスライド方向を区別します。

人と機械のインタラクション、医療机器などのシーンに適用して、壊れやすいまたは水中の透明な物体を器用につかむことができます。

四、国内産業と科学研究の進展です

1.科学技術のブレイクスルーです

東北大学:痕跡量の物質の検出、感度の調節などの難題を攻略して、深海探査センサーの温度分解能力は0.001℃に達します。

曁南大学:世界初のナビゲーション級の精度空芯光ファイバージャイロスコープを研究開発して、0偏0.0017°/h不安定性です。

姜徳生院士チーム:外国の封鎖を破り、光ファイバーのラスター感温火災警報システムを開発し、2万キロのトンネルと90%のオイルタンクを装備しました。

2.企業産業の定着です

とその光電:電力電子分野の先導で、1.5億元の融資を獲得して、製品は工信部の安全応急装備典型例に入選しました。

拝安科技:国内初の6インチMEMS光ファイバセンサーチップ生産ラインを完成しました。年産能力は1-1.5万枚。

基康技術:水利、エネルギー分野にサービスして、重大な水と電気工事に参与して、純利益は7年連続でプラス成長します。

光格の科学技術:分散型の光ファイバは市場のシェアの第1を感知して、科創板は上場した後にサービスの多分野の顧客です。

五、今後の発展傾向です

チップ化と集積化:復調メータの小型化、低コスト化を進め、ディスクリート依存を打破し、大規模な応用を支援します。

多モダリティと知能化:AI、ビッグデータを組み合わせて多パラメータの共同監視を実現し、知能分析システムを開発して、故障警報をサポートします。

応用シナリオの深化:深海探査、航空宇宙などの特殊分野での応用を拡大し、医療低侵襲検査、臨床着地のリアルタイム監視を推進します。