光纤传感器发展趋势

　　　　近年来，传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。那么光纤传感器发展趋势会是怎么样的呢?请听笔者给您娓娓道来~

　　光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区，如核辐射区)，起到人的耳目作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

　　光纤传感器的分类

　　光纤传感器可分两大类：一类是功能型(传感型)传感器;另一类是非功能性(传光型)传感器。

　　功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，被测量对光纤内传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，现通过被调制走的传导进行解调，从而得出被测信号。

　　光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内被测量调制，多采用多模光纤。

　　优点：结构紧凑，灵敏度度。缺点：须用特殊光纤，成本高。典型例子：光纤陀螺、光纤水听器等。

　　非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质，常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上被测量调制。

　　优点：无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。缺点：灵敏度较低。实用化的大都是非功能型的光纤传感器

　　目前光纤传感器已经有70多种，光纤声传感器是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时，就会产生微弯曲，而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波，它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲，通过弯曲就能够得到声音的强弱。光纤陀螺也是光纤自身传感器的一种。与激光陀螺相比，光纤陀螺灵敏度高，体积小，成本低，可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性民航系统。

　　荧光光纤传感器

　　与化学传感器不同，光纤生物传感器主要是利用荧光免疫竞争原理实现对分析物的检测。Shriver-Lake等人发展了一种适合于多目标检测的荧光光纤传感器，采用免疫竞争方法可同时检测TNT和RDX(三次甲基三硝基胺)两种爆炸物。他们将抗体固定在光纤表面，荧光标记抗原与自由抗原在光纤表面进行免疫竞争，通过检测荧光强度的变化，可定量检测爆炸物的体积分数。需要指出的是，虽然荧光光纤生物传感器具有灵敏度高、选择性好等优点，但使用稳定性差是其难以克服的缺陷。

　　随着新的荧光敏感材料的出现，爆炸物的荧光检测方法也在不断发展。Swager小组利用微纳米颗粒材料比表面大的特点，利用层层组装技术将共轭荧光高分子固定于微球表面，制成了可对硝基芳烃类炸药实现灵敏检测的功能荧光微球材料，并形象地称其为“智能砂子”。针对共轭荧光高分子薄膜荧光传感器的局限性，提出了以固定化多环芳烃的超分子行为为基础的传感薄膜材料设计新思想，制备了十余种新型传感薄膜材料，已实现了对有机二酸等的选择性检测。实验发现，在这些薄膜中，芘功能化薄膜对空气中硝基芳烃类化合物的存在十分敏感，其灵敏度可与共轭荧光高分子薄膜相媲美，展现出很好的应用开发前景。可以预期，薄膜荧光传感器所具有的巨大优势必将使其在硝基芳烃类炸药的超灵敏快速检测方面获得实际应用。