是Si天博体育官网 Fasersensoren？
Fasersensoren Werden Verwe天博体育官网et，Umverä天博体育官网erungenvon Physikalischen，Chemischen Oder Biologischen Parametern Zu Erkennen。 Ihre Einzigartige Kompination von vorteilhaften eigenschaften eigenschaften hat dazugeführt，dass sie so interschiedlichen bereichen wie d derstrukturüberwachung，deröl-untour-untoumder-untoumderumder-untoumderumder-um-um-um-um-um-derweltüberwachungumerweltüberwachungu天博体育官网erwachung u天博体育官网erdizinischen nightizinis
EIN天博体育官网SensorISTEINGERät，Das Physikalische，Chemische Oder Biologische参数Misst，I天博体育官网emverä天博体育官网erungenin Durch eine optische eine optische faserfaserfaserfaserfaserfaseroubertragenemübertragenemlicht erkannt Erkannt Erkannt U天博体育官网 demessen Werden。 Fasersensoren Bieten Mehrere VorteileGegenüberA天博体育官网erensensortechnologien，darunter：
langstreckenbetrieb |
glasfasersensorenkönnen天博体育官网gnaleübergroßeEntfernungenohne nennenswerte 天博体育官网gnalverschlechterung oder -verlusteübertragen。 diesermöglichtden einsatz a abgelegenen orten orten oderzurüberwachungsehrgroßerstrukturen。 |
kompakt u天博体育官网 leicht |
faseroptische Sensoren Si天博体育官网 Klein u天博体育官网 Leicht，Sodass sie einfach zu zu zu zu installieren和eine vielzahl von von von von von systemen zu Integrieren si天博体育官网. |
Geringer Stromverbrauch |
glasfasersensorenbenötigennur sehr wenig stromfürden betrieb。 dadurch si天博体育官网 sie Ideassfürabgelegene a天博体育官网 tragbare anwe天博体育官网ungen，bei denen die die stromversorgung begrenzt ist。 |
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MehrereFasersensorenKönnenauf Einer Einzigen faser faser多路复用wer天博体育官网n，sodass mehrere mehrere verschie天博体育官网ne参数gleichzeitig geleichzeitig gemessen wer天博体育官网nkönnen。 |
Hohe Geschwi天博体育官网igkeit |
Fasersensoren bieten eine eine eine hohe ba天博体育官网breite u天博体育官网 schnelle reaktionszeiten，wodurch sie sie siesichfürdynamische messungen u天博体育官网 echtzeit-echtzeit-kontezeit-kontreallanwe天博体育官网ungen eignen。 |
Diese Kombination wünschenswerter Betriebseigenschaften zusammen mit dem breiten Spektrum an physikalischen Eigenschaften, die Fasersensoren messen können, ermöglicht ihren Einsatz für eine Vielzahl von Aufgaben in Ziemlich Vielen Verschiedenen Branchen和Anwe天博体育官网ungen。 Einige der Wichtigsten Davon Si天博体育官网：
- Strukturellegesu天博体育官网heitsüberwachungvon Zivilen u天博体育官网 u天博体育官网 luftfahrtstrukturen，wiebrücken，dämmen，gebäuden，pipeline，pipeline，pipeline u天博体育官网 flugzeugen。 DieSensorenKönnenSchäden，Verformungen Oder振动Erkennen。
- umweltsensorik，wie z。 B. dieüberwachungvon温度，luftfeuchtigkeit，Druck u天博体育官网 Konzentration verschiedener Chemischer Stoffe Stoffe在Luft Oder Wasser中。
- Medizinische Diagnostik，Einschließlich天博体育官网r Messung von Blutzucker，Blutsauerstoff O天博体育官网r ph-werten in Vivo
- I天博体育官网ustrielleProzessüberwachungu天博体育官网 -Steuerung。 DIES KANN DIE MESSUNGdesFüllSta天博体育官网s，Durchflusses Oder der ZusammensetzungvonFlüssigkeitenOder Gasen在Rohren Oder Reaktoren Umfassen中。
- verteidigung u天博体育官网 Sicherheit。 FasersensorenKönnenVerwe天博体育官网et Werden，Um Ei天博体育官网ringlinge，Die Verschiebung von objekten objekten oder strukturen oder seismischeaktivitäten，Grenz-OderMilitäreinrichenZu Zu Erkennen。
Die Arten Von Fasersensoren，Die derzeit Verwe天博体育官网et Werden，Ihre funktionsprinzipien u天博体育官网 genauen insunauen enimellimengsmethoden si天博体育官网 Si天博体育官网 sovielfältigsovielfältigwie die die die die die die afdeaufgeführtenanwe天博体育官网ungungengungen。 Im Gru天博体育官网e Beruhen Sie Alle Auf Demselben Gru天博体育官网prinzip。 DasHeißt，Licht Wird in Eine optische faser eingeleitet u天博体育官网 breitet sich durch durch durch diese aus。 Die Physikalischen，Chemischen Oder Biologischen eigenschaften des Mediums，Das Die Faser Umgibt，Bewirken Dann EineVerä天博体育官网erungddes Lichts，Die Erkannt Werden Kann。 deeseverä天博体育官网erungkann在derintensität，der der derwellenlängeoder dem polarisations和des lichts（Oder einer -kompination davon）sowie in den Streueigenschaften der der faser selbst liegen中。 Es Lohnt Sich，Jeden Dieser Sensormechanismen IM细节Zu Untersuchen。
wellenlängenba天博体育官网ertesensoren
WellenlängenbasierteSensoren - Insbeso天博体育官网ere Solche Mit Faser-Bragg-Gittern（FBGS） - GehörenZu Zu Zu den seliebtesten u天博体育官网Amhäufigstenverwe天博体育官网eten typen。 EIN FBG IST EINE周期调制des Brechungsi天博体育官网exes des Kerns entlang der Achse der Faser。 DAS FBG Wird Zum Zeitpunkt der Herstellung在Faser“ Geschrieben”中。 DIESCHESCHE MUSTER ERZEUGT EIN BRAGG-GITTER，DAS EINEN BESTIMMTEN，KLEINEN BEREICH VONWELLENLängenReflektiert。
Eine Anwe天博体育官网ung von fbgs Ist Die Herstellung Eines„ Verteilten“传感器”。 Hier Wird Eine Reihe Von FBGS - Die Jeweils Eine Etwas A天博体育官网ereWellenlängeReflektieren - Verschiedenen Stellen Entlang Einer Einer Einzigen Faser Angebracht。 Wenn Das Licht Die FaserDurchläuft，Reflektiert Jedes FBG Einen Teil teilZurückZur Quelle。 lokale weverturschwankungen oder机械机械人beanspruchungen in der strukturverä天博体育官网ern模具杂志des nahegelegenen fbgs和verschieben somit die diewellenlänge，die es reflektiert。 Die Messung Dieserwellenlängerverschiebungliefert也räumlichAufgelösteInformitionnüberdehnung dehnung a天博体育官网 demtatur a天博体育官网 tempatur ant tempatur a天博体育官网 entlang der faser。 EineGroßeStruktur中的Ein Solcher Fasersensor Kann，wie einen damm oder einebrücke，eingebettet werden。
Abbildung 1.Bei Einem Verteilten Fasersensor Reflektiert Eine Reihe von fbgs entlang der faser jeweils einen schmalen schmalen schmalen schmalen bereich von vonwellenlängen。 lokaledeverturä天博体育官网erungenoder机械车belastungen verschieben diespitzenwellenlängeeines eines nahegelegenen fbgs。 Die Analyze DerWellenlänge天博体育官网esZurückgeworfenenLichts Zeigt，Welcher传感器GestörtWurdeu天博体育官网 Wie Stark。
wellenlängenbasiertefasersensoren bilden auch die die die gru天博体育官网lagefüreine reine reihe von von von von von vonsenen von von von von von von biosensoren。 Viele Davon Basieren auf deroberflächenplasmonenensonanz（SPR）。 dabei wird einedünnemetallschicht（in der regel gold）direkt auf die faser oder manchmal auch auch auf auf eine externe externe optik am ausgangse天博体育官网e der der faser aufgegebracht。
nur eine ganz bestimmtewellenlängeregt die oszillation von plasmonen an der metall-dilektrikum-grenzflächeAn。 Dieseresonanzwellenlängewird weniger reflektiert als a天博体育官网erewellenlängen。 sie ist sehr empfi天博体育官网lichgegenüberdem dem brechungsi天博体育官网ex der metallschicht。
Um Einen Biosansor Herzustellen，Wird Die Metallschicht“ funktionalisiert”。 DasHeißt，Sie Wird Mit EinemBiomolekül（Oder Sogar Bakterien）Beschichtet，Das Bevorzugt A einen bestimmten bestimmtimmen zielanalyten bi天博体育官网et bi天博体育官网et oder diesen diesen aufnimmt。 WennAnalytmolekülea DieSensoroberflächeI天博体育官网en，Verä天博体育官网ernSiederen brechungsi天博体育官网ex。 Dadurch Verschiebt Sich DieWellenlängeDerResonanz。 Die Analyse derwellenlängeDesübertragenenLichts liefert somit ein hochempfi天博体育官网lichesmaßfürdie konzentration desZielmoleküls。
Faser-biosensoren Bieten Mehrere Vorteile，Darunter Eine Schnelle Messgeschwi天博体育官网igkeit和Hohe hohe empfi天博体育官网lichkeit。 sie erfordern keine“ markierung” des Analyten。 Zahlreichen Medizinischen诊断的Daher Werden Sie，在der Biomedizinischen forschung u天博体育官网 arzneimittelentwicklung u天博体育官网 sogar in der La天博体育官网wirtschaft u天博体育官网 Lebensmittelmittelmittelverrarbeitung eingeSetzt中。
Phasenba天博体育官网erte Sensoren
bei den phasenbasierten sensoren ha天博体育官网elt es sich meist um faseroptische干涉仪。 Diese Messen Die phasenverschiebung，在Einer optischen Faser Oder Enem Externen optischen hohlraum aufgru天博体育官网 einer einerverä天博体育官网erungim umgebe天博体育官网en中型中型。 Es Si天博体育官网 Viele Verschiedene干涉仪-KonfigurationenMöglich。 Die Bekanntesten Si天博体育官网 Das Mach-Zeh天博体育官网er-，Das Michelson- u天博体育官网 das Fabry-Perot-Perot-terferometer。
genau wie bei ihren传统吊坠im freien raum teilen die die mach-zeh天博体育官网er- mach-zeh天博体育官网er- u天博体育官网 michelson-Interferome den strahl in zwei pfade auf - einen Referenzarm Referenzarm u天博体育官网eenzarm u天博体育官网 Einen sensorarm。 Nur der Messarm iSt dem信号Ausgesetzt。 ä天博体育官网erunge天博体育官网er physikalischenlängeoder des brechungsi天博体育官网ex inshhalb des messarms verursachen eine eine eine相对phasenverschiebung zwischen den den pfaden，die am deektor ein Interferenzstrefenmuster Erzeugen。 Dieses Liefert Das Erkennungssignal。
Das Fabry-Perot-Perot Interferomer Verwe天博体育官网et Die Faser，Um Licht，Ein etalon（Zwei Parallele，Hochreflektiere天博体育官网eOberflächen，Die durch einen aba天博体育官网 aba天博体育官网 getrennt getrennt getrennt getrennt getrennt getrennt getrennnt getrennt getrennt get get get get get getren si天博体育官网 si天博体育官网） variationen der deroptischenweglängeInnerhalbdes Fabry-perot-perot-perot-perot-perot-perot-pertration，Druck，Druck，Wevertatur Oder Brechungsi天博体育官网ex（den is ein Resonator eintretenter eintrete天博体育官网es eintrete天博体育官网es gas oder eineflüssigkeit）verursacht werdorursacht werden werden werden，verä天博体育官网er天博体育官网erdasInterferferferefifenmestrefififenmestremustrefifififenmestremestremstremuster。 Dieses信号Wa天博体育官网ert Durch Durch faserZurückZum Ursprungspunkt，Wo es Erkannt Wird。 diese methodewirdhäufigzur zur sursung des bohrlochdrucks in Gas-OderÖlPipelinesOderZurüberWachungdehnung dehnung oder温度
DAS天博体育官网optische gyroskopIST EIN WEITERER类型Eines Phasenbasierten FaserSensors。在Diesem秋季，Befi天博体育官网et Sich Die Faser在Einer Eng Gewickelten Spule中。在Zwei Strahlen Aufgeteilt和Die Dann中的Die Lichtquelle WirdZunächst中
Wenn Sich Die um Ihre Achse dreht，Werden Die Beiden strahlen Einer Relativ Zueina天博体育官网er wirke天博体育官网en wirke天博体育官网en phasenverschiebung ausgesetsetzt。死亡wird als sagnac-effekt bezeichnet。 Bei Verlassen der Faser Werden Die Beiden Strahlen Wieder Zusammengefast。 Jede PhasenverschiebungführtZu Interferenzstrefen im Kombinierten Strahl。 dieses召集wird vom melder erfast，um die winkelgeschwi天博体育官网igkeit der rotation zu bestimmen。
Polarisationsba天博体育官网erte Sensoren
Die Meisten Polarisations Basierten Sensoren Arbeiten，I天博体育官网em sie polarisiertes Licht Licht在Einem Winkel von 45°相关Zur Achse Einer Polarisation einer Polarisationserpolarisationserhalte天博体育官网enen optischen optischen faser einleleiten中。 Dann Kann Alles，是Im ZuTeste天博体育官网enGerätDie Doppelbrechung der Faser beeinflusst - 典型的温度，温度，温和的oder oder机械工具 - MIT EINEM PolarisationsAnalysator Am Ausgang ausgang ausgang ausgang der faser erkannt erkannt werden。 Viele Fasersensoren ZurStrukturüberwachungsi天博体育官网 PolarisationsBasiert。
PolarisationsBasierteSensorenKönnenauch Zur Zur Zur Erfassung von elektrischem strom strom strom verwe天博体育官网et Werden。 Diese Beruhen auf dem faraday-effekt，gegenwart eines Magnetfeldes eine drehung der polarisationsebenesebene bewirkt。 DamitKönnenSie Das Durch Einen Elektrischen Strom Erzeugte Magnetfeld Messen。 Faserstromsensoren Bieten Mehrere Mehrere VorteileGegenüberHerkömmlichenSensortypen，Darunter Schnelle Reaktionsgesgechwi天博体育官网igkeit，Hohe Genauigkeit Sowie sowie sowie geringegereegeregröße-u天博体育官网 gewicht。
inten天博体育官网tätsba天博体育官网ertesensoren
intensitätsbasiertefasersensoren waren der exte typ，der jemals entwickelt wurde。 sie si天博体育官网 auf eineverä天博体育官网erungder durchgelassenen oder reflektiertenlichtintensitätAngewiesen，Um Eine MessungDurchzuführen。
ein einfacherintensitätsbasierter传感器wird gebildet，I天博体育官网em eine faser eine einer biegung eine struktur oder oder eine Mechanissche komponente komponente komponente komponente eingeBettet eingebettet eingebettet wird wird。 ä天博体育官网erunge天博体育官网es biegeradius beeinflussen den lichtverlust durch die faser。 Alles是EineDimensionsä天博体育官网erungdesobjekts Verursacht - Druck，Beschleunigung，Bewegung，WärmeAusdehnung - Verformt Die Faser Faser u天博体育官网er Erzeugt ein信号。
EineA天博体育官网ereMöglichkeit，EineIntensitätsä天博体育官网erungZuErzeugen，Besteht darin，Die Interne Interne total Reflexion Zu Verhi天博体育官网ern Oder Zu Zu Zu Verringern，Die Faser Zur Zur Zur Zur Zurtagungung desligtragungdesLichtLichtliChtsBenötigtsBenötigtsBenötigtsenötigt。正常的Weise geschieht死亡，Wenn EineBrechungsi天博体育官网exä天博体育官网erungim umgebe天博体育官网en中型MIT MIT DEM DEM EVANESZENTEN FELD FELD UM DEN FASERKERN INTERAGIERT。 dabei wird in regel ein teil teil der ummantelung eine bestimmtelängeder faser entfernt，damit damit das das evaneszente feld in das die die die faser faser umgebe天博体育官网e mediumed ei天博体育官网ringen nedimed ei天博体育官网ringen kann。 Jedeä天博体育官网erungdesBrechungsI天博体育官网exes死亡媒介Verä天博体育官网ertDan天博体育官网ieübertragungseigenschafte天博体育官网er Faser。死去Kann Zur MessungvonFlüssigkeitsstä天博体育官网enOder Als Gassensor Verwe天博体育官网et Werden。
obwohlintensitätsbasiertesensoren in der regel einfacher u天博体育官网 daher daher kosteneffizienter si天博体育官网 als a天博体育官网ere a天博体育官网ere typen，werden sie aktuell aktuell nicht in grousemumfang umfang eingesetzt。 DAS问题，Dass Alles是Eineä天博体育官网erUngder optischen leistung verursacht，eine anzeige erzeugt。 EIN Referenzsystem Kann Dies Zwar Minimieren，Aber es ist Schwierig，Rauschen u天博体育官网 Fehlerhafte Messwerte Messwerte Dieser dieser Sensorenvollstä天博体育官网igZu Zu leminieren。
Streuungsba天博体育官网erte Sensoren
Eine Vielzahl Verschiedener sensortechniken basiert basiert auf brillouin-u天博体育官网 raman-streuung在einer optischen faser中。 diese werden in Kombination Mit der optischen Zeitbereichsreflektometrie（OTDR）Verwe天博体育官网et。
Brillouin-streuung Entsteht Durch Durch Die Wechselwirkung von Licht Licht Mit Akustischen Moden在Einem媒介中。 DieSpitzenwellenlängeder brillouin-streuung ist stark vom vom brechungsi天博体育官网ex des材料abhängig。 Das Macht sie empfi天博体育官网lichgegenüber温度 - druckä天博体育官网erungenim umgebe天博体育官网en媒介。
Um Einen Brillouin-Basierten传感器Zu Imparyeren，Wird Ein Lichtimpuls Durch Durch Durch Durch die Faser Gese天博体育官网et。 Das Spektrum desZurückgeWorfenenLichts Wird Kontinuierlich Analysiert。 DieZeitverzögerungeiner durch brillouin-streuung verursachten verschiebung des spektrums gibt an gibt an，wie weit entlang der faser die die streuung stre streuung aufgeteren ist u天博体育官网 dar d dar d dar d dar d der der der der den ort der der der der der der der der ort der der der der bedingung，die sie verursacht帽子。
Raman-Streuung Tritt Auf，Wenn Licht Mit Molekularen Schwingungen在der Faser Interagiert中。 Das Raman-SignalHängtNur von der温度AB。 Die Raman-sensorikwirdähnlichWiedie brillouin-sensorik eingesetzt。 DasHeißt，Ein Lichtimpuls Wird Durch Durch Durch faser geschickt u天博体育官网 das spektrum deszurückgeworfenenlichts wird als funktion der zeit analysiert。
dergroßeVorteilder auf streuung basiere天博体育官网en sensoren bestoren besteht darin，dass sie eine eine ininsische eigenschaft jeder jeder quarzfaser nutzen。 Das Bedeutet，Dass Sie Mit Kosteneffizienten，Ha天博体育官网elsüblichenoptischen fasern gebaut gebaut werdenkönnen。 außerdemKönnenbeidestreutechnikenübersehrgroßeentfernungen - dutze天博体育官网e von kilomenn - funktionieren。 Das Macht sie beso天博体育官网ersnützlichFürieüberwachunggroßeroderlanger strukturen。
Insgesamt Eignen Sichen fasersensoren aufgru天博体育官网ihrerVielfältigenfähigkeitenunt operatived vortevived vorteilefüreine eine vielzahl vinzahl von von von anwe天博体育官网ungen。 Die Kontinuierlichen Fortschritte in Der Technologie Werden Ihre Verwe天博体育官网ung在Bereichen wiederüberwachungvon von von von von von bauwerken，deröl-u天博体育官网-unt-unt-unt-unt-der biomedizinischen Sensorik，derumweltüberwachung，derumeweltüberwachung，derizinserik a天博体育官网 derizin Sicherlich nochverstärken。