传感光纤

将非光信号的物理量转变成光信号，经光学纤维感知传递，最后再转换成所测的物理量，用以测量温度、压力、位移、速度、电压、电流和熔液的浓度等物理量的光导纤维，称为传感光纤。

通信光纤普通光缆主要有四种：多模、单模、保偏和渐变折射率。主要区别是光纤横截面的密度，可导致光纤的传输性质不同。多模和单模光纤均为阶跃折射率光纤，从纤芯至包层折射率会发生急剧变化。但多模光纤的纤芯要大于单模光纤的纤芯，这种结构可以传输更大波长范围的更多光模式。保偏光纤为单模阶跃折射率光纤，包含应力棒，可将纤芯中的传输通道分隔成“快”轴和“慢”轴。各轴仅传输线性偏振光，可视为一根光纤中的两个独立通道。1

光子晶体光纤光子晶体光纤( PCF)是一种新型三维布拉格光栅光纤，由包含小气孔的玻璃纤维构成。因为能够将光限制在中空纤芯内，这种限制特性是传统光纤所不具备的，特别适用于传输高能量的非线性光学装置。根据不同散射信号的频率偏移，可使用光子晶体光纤通过布里渊散射传感对温度和应变同时进行测量。光子晶体光纤的缺点是成本极高。2

聚合物光纤聚合物光纤( POF)是一种由聚合物制成的特殊光纤。许多光学聚合物均可用于制造聚合物光纤，包括聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)、无定形氟化聚合物(CYTOP)、聚苯乙烯( PS)以及聚碳酸脂(PC)等。对于有些传感应用，聚合物光纤有着明显优势，包括高弹性应变极限、高断裂韧度、高弯曲柔性以及高应变敏感性。需指出的是就增强热塑性塑料管监控研究而言，其主要优点是高弹性应变极限(10~15%)，与之相比传统小直径硅光纤的弹性应变极限为6%。因为硅光纤存在表面缺陷，所以其实际可靠性要低于这个数值。聚合物光纤传感器独特的力学特性已经使其在严酷的土木环境中得到应用。但衰减较高（-200dB/km）限制了聚合物光纤在长距离传感器中的应用。1

光纤监控在海底管道上的应用增强热塑性塑料管的一个主要优点具备对诸如湿二氧化碳和氯化钠这样的腐蚀介质的耐腐蚀性，可降低运行成本。但与刚性钢管相比，机械施工/安装损伤是增强热塑性塑料管比较常见的失效原因。一些与增强热塑性塑料管安装相关的问题包括地下管道支撑较差、锚固不当、管道冲击以及回填作业不当等。在初步检测中就应检测并发现这些情况，否则运行时增强热塑性塑料管的损伤经过较长时间的发展后可能会导致失效。同时，在整个管道系统超过20年的使用寿命内均需对增强热塑性塑料管的运行条件和第三方活动予以密切监控。因而为了满足这些要求必须制定完整性管理计划。就海底连续长管道而言，与传统点传感器相比分布式光纤传感器是监控管道结构和安装过程有效且更好的工具。1

本词条内容贡献者为:

程鹏 - 副教授 - 西南大学