http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 02:56:00 來源:科學時報
編者語:連續分布式光纖傳感技術的用途非常廣泛,如大樓整體建築、水壩、橋梁、隧道、輸油管道、海(hai)底(di)光(guang)纜(lan)等(deng),都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)鋪(pu)設(she)光(guang)纖(xian)與(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai),從(cong)而(er)將(jiang)監(jian)測(ce)信(xin)息(xi)傳(chuan)給(gei)任(ren)意(yi)設(she)定(ding)的(de)終(zhong)端(duan)進(jin)行(xing)遠(yuan)程(cheng)監(jian)測(ce)與(yu)控(kong)製(zhi),使(shi)各(ge)類(lei)建(jian)築(zhu)物(wu)尤(you)其(qi)大(da)型(xing)工(gong)程(cheng)的(de)安(an)全(quan)質(zhi)量(liang)狀(zhuang)況(kuang)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)連(lian)續(xu)不(bu)間(jian)斷(duan)的(de)監(jian)控(kong),並(bing)提(ti)供(gong)預(yu)警(jing)信(xin)息(xi)。
近日,南京大學工程管理學院教授張旭蘋發明的“基於布裏淵效應的連續分布式光纖傳感技術”通過了教育部組織的專家鑒定。鑒定專家組一致認為,此項技術創新性強,擁有多項自主知識產權,技術上達到了國內領先、國際先進水平,具有良好的應用前景。
近年來,“樓歪歪”、“樓脆脆”、“橋糊糊”等問題工程讓人擔憂。如何防患於未然,及早發現問題工程,排除安全隱患,確保國家和人民生命財產的安全顯得越來越重要。
張旭蘋向記者介紹,連續分布式光纖傳感技術的用途非常廣泛,如大樓整體建築、水壩、橋梁、隧道、輸油管道、海(hai)底(di)光(guang)纜(lan)等(deng),都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)鋪(pu)設(she)光(guang)纖(xian)與(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)連(lian)接(jie)起(qi)來(lai),從(cong)而(er)將(jiang)監(jian)測(ce)信(xin)息(xi)傳(chuan)給(gei)任(ren)意(yi)設(she)定(ding)的(de)終(zhong)端(duan)進(jin)行(xing)遠(yuan)程(cheng)監(jian)測(ce)與(yu)控(kong)製(zhi),使(shi)各(ge)類(lei)建(jian)築(zhu)物(wu)尤(you)其(qi)大(da)型(xing)工(gong)程(cheng)的(de)安(an)全(quan)質(zhi)量(liang)狀(zhuang)況(kuang)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)連(lian)續(xu)不(bu)間(jian)斷(duan)的(de)監(jian)控(kong),並(bing)提(ti)供(gong)預(yu)警(jing)信(xin)息(xi)。
張旭蘋說,這一技術的本質是運用了物聯網概念。所謂“物聯網”,就是通過信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。傳感器是物聯網的核心。從技術角度講,物聯網就是傳感網。
近兩年來,這一技術在國外推進極其迅速,應用越來越廣。在國內也有應用,如蘇通大橋、動車組防護柵欄和南京玄武湖隧道等,都埋入了光纖,然而采用的核心技術均為國外所有。
據張旭蘋介紹,目前,我國擁有的光纖傳感技術主要為“點式”。所謂“點式”,就jiu是shi將jiang一yi個ge個ge點dian式shi傳chuan感gan器qi植zhi入ru工gong程cheng內nei部bu,通tong過guo點dian的de反fan應ying進jin行xing監jian測ce。對dui大da型xing工gong程cheng來lai說shuo,點dian式shi光guang纖xian傳chuan感gan技ji術shu除chu了le存cun在zai造zao價jia高gao的de缺que陷xian外wai,其qi感gan應ying分fen布bu分fen散san,若ruo問wen題ti部bu位wei不bu在zai布bu有you傳chuan感gan器qi的de點dian上shang,則ze不bu敏min感gan甚shen至zhi不bu感gan應ying,極ji易yi造zao成cheng疏shu漏lou。而er她ta發fa明ming的de分fen布bu式shi光guang纖xian傳chuan感gan技ji術shu彌mi補bu了le這zhe一yi缺que陷xian。該gai技ji術shu發fa明ming具ju有you六liu大da優you點dian:采用光纖體小質輕易埋入;耐腐蝕;抗電磁幹擾;傳輸頻帶寬、傳感與傳輸一體易組網;監測反應連續、快速、靈敏度高;維護費用低,經濟實惠。
據介紹,國外前幾年就已出現分布式光纖傳感技術,但由於造價高、技(ji)術(shu)難(nan)度(du)大(da),且(qie)涉(she)及(ji)國(guo)外(wai)專(zhuan)利(li)等(deng)棘(ji)手(shou)問(wen)題(ti),令(ling)國(guo)內(nei)對(dui)該(gai)技(ji)術(shu)望(wang)而(er)卻(que)步(bu)。張(zhang)旭(xu)蘋(ping)表(biao)示(shi),她(ta)發(fa)明(ming)的(de)這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)不(bu)僅(jin)填(tian)補(bu)了(le)國(guo)內(nei)空(kong)白(bai),而(er)且(qie)類(lei)似(si)設(she)備(bei)的(de)成(cheng)本(ben)僅(jin)為(wei)國(guo)外(wai)設(she)備(bei)的(de)1/5。
張zhang旭xu蘋ping形xing象xiang地di比bi喻yu,建jian築zhu工gong程cheng好hao比bi人ren每mei年nian要yao做zuo全quan麵mian的de身shen體ti檢jian查zha,如ru果guo查zha出chu的de毛mao病bing比bi較jiao嚴yan重zhong,已yi經jing到dao了le晚wan期qi,治zhi療liao就jiu較jiao為wei困kun難nan。但dan如ru果guo有you個ge靈ling敏min度du很hen高gao的de健jian康kang監jian測ce儀yi器qi安an裝zhuang在zai身shen上shang,各ge項xiang指zhi標biao一yi有you異yi常chang就jiu及ji時shi報bao警jing,進jin行xing診zhen治zhi,那na麼me很hen多duo慢man性xing病bing和he不bu治zhi之zhi症zheng都dou可ke以yi避bi免mian。
據張旭蘋介紹,我國自行研發的這一技術最早於2004年(nian)應(ying)用(yong)於(yu)海(hai)底(di)光(guang)纜(lan)的(de)故(gu)障(zhang)定(ding)位(wei),大(da)大(da)縮(suo)短(duan)了(le)海(hai)纜(lan)故(gu)障(zhang)的(de)診(zhen)斷(duan)時(shi)間(jian),提(ti)高(gao)了(le)海(hai)纜(lan)故(gu)障(zhang)點(dian)的(de)定(ding)位(wei)準(zhun)確(que)度(du),使(shi)造(zao)成(cheng)的(de)損(sun)失(shi)降(jiang)低(di)到(dao)最(zui)大(da)限(xian)度(du)。由(you)於(yu)海(hai)底(di)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)和(he)海(hai)底(di)光(guang)纜(lan)設(she)備(bei)過(guo)於(yu)龐(pang)大(da),連(lian)續(xu)分(fen)布(bu)式(shi)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)便(bian)充(chong)分(fen)顯(xian)示(shi)出(chu)其(qi)不(bu)可(ke)替(ti)代(dai)的(de)作(zuo)用(yong)。