2020年08月04日 周二

功能集成化光纤传感器,为极端环境传感应用提供解决方案

类别
领域中心 军民融合
成果名称 功能集成化光纤传感器,为极端环境传感应用提供解决方案
成果推介单位 徐飞,南京大学现代工程与应用科学学院教授。研究方向:光纤传感和激光;可穿戴医疗监测与医学影像; 结构健康检测; 机器视觉光学检测。
成果属性 技术成果推介
所属领域 纳米材料和微纳加工技术
当前所处阶段
技术关键词 光纤传感和激光;可穿戴医疗监测与医学影像; 结构健康检测; 机器视觉光学检测。
项目来源
项目起止时间
鉴定评价情况
摘要

核心技术


  传统光纤器件性能单一受限,体积较大。团队在本应用领域主要研究选择合适的纳米材料和微纳加工技术,在光纤上实现尺寸的最小化和功能的集成化,为极端环境的传感应用提供可能的解决方案。



  应用案例


 1.  最小化光纤探头


  全光纤器件,微结构光纤传感器,工作温度可以达到500度以上,空间分辨率在1微米左右,可以实现高灵敏的空间磁场、声场、温度场、危险气体等参量的检测。用于微孔通道内部检测或者嵌入式监测,容易与纤维集成,易于黏贴与物体表面。


最小化的光纤光栅,F-P腔等


2. 光纤远程照明、传像、传能

  某些场合易燃易爆、不宜或者无法接入民用电源供电操作,甚至电子设备无法工作的时候,可以使用照明光纤从远程传输自然光照明;也可以用传像光纤远程实时监控传输图像,可以利用传能光纤从外部远程输入光能量,局部光电转换,实现局部供电。

远程传能传像


3. 柔性可穿戴光纤健康监测


  全玻璃光纤+柔性基底封装,柔性基底与皮肤结合性好,防电磁干扰,可用于核磁和射线环境,集成度好,体积小,可以与织物集成,易于远程监控和网络化。可用于人体健康实时检测, 脉搏、心跳、眼压、心电等直接测量。可用于体内外理化参数测量。


基于柔性材料的可穿戴光纤健康传感器


  4.  结构健康检测

  发展了一系列高稳定性,低温度串扰的光纤传感器用于结构健康检测(位移传感器、压力传感器、液位传感器、流量计等),成熟的成网技术和信号借条技术,可用于多点多参量准分布测量,集成度好,体积小,可高温工作,恶劣天气不受影响,抗腐蚀和辐射。

  应用实例:油罐液位监测、建筑物沉降检测、受电弓受力实时监测,轨道变轨形变实时监测,其他恶劣环境(化工厂、电力系统、油井、储油罐、燃料电池、变压器)危险气体、力学和温度实时测量等。

涡轮发动机



5.自动光学视觉微观信息检测系统


  主要应用于在线检测平板类(透明或者不透明,比如手机屏幕、显示面板、电路板等)产品生产过程中的问题。对其显示器件表面包括:划痕、毛刺、裂纹、平整度等信息以及表面微小灰尘有无、位置、大小、形状等信息进行检测。从而实现企业的生产质量和效率的提高。


  结合了自动光学检测技术和机器视觉技术。本身主要包含两部分:自动光学检测部分和机器视觉部分,光学部分利用衍射法、扫描法、全息法、散斑法、莫尔法、激光测距等手段把微小的、人眼不可分辨的、机器视觉传感器也无法分辨的显示器件表面的瑕疵、污染物大小形状位置、裂痕、毛刺、平整度等信息放大,得到机器视觉系统甚至人眼可以直接观测到的光学现象。


高温物体的光谱与散斑测量


  优点:实时、全场、非接触、大面积、无介质、高灵敏度、快速检测,对人体无害,没有环境污染; 检测不受外界条件的影响,可在工程现场检测


概述
(原理、功能)
技术性能指标
当前应用情况
推广方向/形式
推广转化方式
配套条件
开发费用
开发周期
经济效益
社会效益
风险评价
知识产权状况
成果权属
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