【产品动态】光纤传感器分类有哪些？详细介绍！
发布时间：2025-09-24 15:44:40 阅读数： 110
大坝坝体 0.1mm 的微小形变、桥梁钢筋 100μ?的应变变化、化工储罐的液位波动 —— 这些 “隐形数据” 的精准捕捉，全靠光纤传感器的 “感知能力”。但面对建筑、工业、医疗等不同场景的监测需求，很多人会困惑 “光纤传感器分类有哪些”？其实分类逻辑很清晰，按传感原理、测量参数、安装方式可分为三大类，每类都有明确的适配场景，比如 engionic 的 LMSS-03 应变传感器，就是 FBG 类传感器的典型代表，专为建筑工业的精准监测设计。
一、按传感原理分：核心技术决定 “感知能力”
传感原理是光纤传感器最核心的分类依据，不同原理决定了传感器的精度、抗干扰能力和适用范围，主要分为三大类：
1. FBG 光纤传感器（光纤布拉格光栅传感器）：工业监测的 “精准标杆”
原理：通过飞秒激光在光纤内写入 “布拉格光栅”（周期性折射率变化），当光纤受应变、温度影响时，光栅反射的光波长会发生偏移，通过检测波长变化就能反推被测参数 —— 这是目前工业领域应用最广的类型，engionic 正是该技术的全球先驱（2013 年首家供应飞秒激光 FBG 产品）。
代表产品：engionic LMSS-03 应变传感器
核心优势：精度高、稳定性强，支持多参数监测（应变 + 温度补偿）。其应变范围达 ±5000μ?（或 ±200μm/0-400μm），典型精度 <1μm（保证精度 < 2μm），即使在 - 20℃的低温环境下，外部温度补偿功能也能让测量误差控制在 0.6μm 以内，完全满足建筑结构长期监测的 “微米级” 需求；
适配场景：钢筋应变监测、混凝土结构形变监测，比如桥梁施工中，将 LMSS-03 嵌入混凝土或表面安装在钢筋上，能实时捕捉施工荷载下的应变变化，避免结构过载；
技术亮点：采用不锈钢 SS316L 外壳（耐腐蚀）、3mm PE（Dyneema）加固电缆（抗拉伸），防护等级 IP67（可升级至 IP68），在潮湿、粉尘的建筑现场仍能稳定工作，平均无故障时间远超行业平均水平。
2. 干涉型光纤传感器：高精度测量的 “极致之选”
原理：利用光的干涉效应（如迈克尔逊干涉、马赫 - 曾德尔干涉），将被测参数（如位移、振动）转化为光的相位变化，再通过相位解析得到监测数据。
特点与场景：精度极高（位移测量可达纳米级），但抗干扰能力较弱，适合实验室、精密制造等 “无干扰环境”。比如半导体晶圆的平整度检测，用干涉型传感器可测量 0.1nm 的表面起伏；航空发动机叶片的振动监测，能捕捉 10Hz-10kHz 的高频振动信号。
3. 散射型光纤传感器：长距离监测的 “覆盖能手”
原理：利用光在光纤中传播时的自然散射（瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射），通过分析散射光的强度、频率变化，实现对温度、应变、泄漏的监测。
特点与场景：检测距离长（可达 100 公里），无需在光纤上刻写光栅，适合长距离线性监测。比如长输油管道的泄漏监测，光纤沿管道铺设，通过瑞利散射可定位泄漏点（误差≤10 米）；高压电缆的温度监测，利用拉曼散射能实时掌握电缆发热情况，避免过载烧毁。
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二、按测量参数分：精准匹配 “监测需求”
按监测的物理 / 化学参数分类，光纤传感器可覆盖工业、建筑、医疗的核心需求，常见类型如下：
1. 应变传感器：结构安全的 “健康管家”
核心功能：测量物体受力后的形变程度（单位：μ?，1μ?=10??的形变），是建筑、桥梁、机械结构监测的核心器件。
代表产品：engionic LMSS-03
适配场景：钢筋应变监测（嵌入混凝土或表面安装）、机械部件形变监测。其锚定距离 80-100mm（可定制量程长度），能精准测量两点间的应变变化，比如在高层建筑施工中，监测核心柱钢筋的应变值，当超过 3000μ?时及时预警，避免结构开裂；
独特设计：安装时可调节预应变（±5000μ?），能根据监测对象的初始状态校准，减少安装误差；搭配温度传感器后，还能实现 “温度补偿的应变监测”，避免环境温度变化影响测量结果（比如夏季暴晒导致的混凝土热胀冷缩，不会被误判为结构应变）。
2. 温度传感器：极端环境的 “测温专家”
核心功能：监测环境或物体的温度变化，凭借光纤的耐温特性，可适应 - 200~800℃的极端温度。
场景举例：核电站反应堆温度监测（耐辐射 + 高温）、航空发动机排气温度检测（耐 1000℃以上高温），相比传统热电偶传感器，光纤温度传感器无电磁干扰，测量精度可达 ±0.1℃。
3. 压力 / 液位传感器：工业流程的 “控制核心”
核心功能：压力传感器监测管道、容器内的压力（如石油钻井的井底压力），液位传感器监测储罐内的液体高度（如化工储罐的液位）。
场景特点：耐腐蚀性强，适合强酸、强碱环境。比如化工车间的盐酸储罐液位监测，光纤传感器的石英材质可抵御腐蚀，液位测量误差≤1mm，避免液体溢出或抽空。
4. 生物医学传感器：医疗诊断的 “微创利器”
核心功能：监测人体生理参数（如血压、血糖、组织温度），因光纤直径仅几十微米，可实现 “微创植入”。
场景举例：心脏支架的应力监测（植入体内后，实时反馈支架与血管的贴合度）、脑外科手术的脑组织温度监测（避免手术中温度过高损伤神经）。
三、按安装与应用场景分：灵活适配 “复杂环境”
不同场景的安装条件差异大，按安装方式可分为三类，直接影响传感器的部署效率和使用寿命：
1. 表面安装型：便捷部署的 “快速方案”
特点：通过支架、胶水或螺丝固定在被测物体表面，无需破坏物体结构，安装时间短（如 LMSS-03 用安装支架，15 分钟即可完成固定）。
适配场景：已建成建筑的结构监测（如老旧桥梁的加固后监测）、机械部件的应变检测（如电机转轴的振动应变）。LMSS-03 的表面安装方案，还支持后期维护时快速拆卸校准，降低运维成本。
2. 嵌入式型：长期监测的 “隐蔽方案”
特点：在物体制造或施工过程中嵌入内部（如混凝土浇筑时嵌入 LMSS-03），可实现 “全生命周期” 监测，避免外部环境对传感器的损伤。
适配场景：建筑地基、大坝坝体、预制构件的监测。LMSS-03 的 IP67 防护等级和 SS316L 外壳，能在混凝土内部长期耐受潮湿、碱性环境，监测周期可达 10 年以上，比表面安装的传感器寿命延长 50%。
3. 长距离分布式型：大范围覆盖的 “网络方案”
特点：将光纤沿监测区域铺设（如输油管道、铁路轨道），实现 “一条光纤覆盖数公里” 的分布式监测，无需每个监测点单独安装传感器。
适配场景：长输管道泄漏、铁路轨道位移、边境安防（振动入侵监测），这类传感器的部署成本比传统点式传感器降低 40%，且维护更便捷。
四、选型总结：按场景选对 “分类型号”
光纤传感器的分类不是 “非此即彼”，而是 “场景适配”：
若需建筑 / 工业应变监测：选 FBG 类应变传感器（如 engionic LMSS-03），优先嵌入式安装（长期稳定）或表面安装（便捷维护）；
若需长距离管道 / 电缆监测：选散射型分布式传感器，兼顾覆盖范围与成本；
若需实验室 / 医疗高精度监测：选干涉型或微型 FBG 传感器，侧重精度与微创性。
作为飞秒激光 FBG 技术的全球先驱，engionic 的 LMSS-03 应变传感器，不仅是 FBG 类传感器的典型代表，更凭借定制化量程（8-10cm 可定制）、温度补偿、高防护等级，成为建筑工业的 “首选方案”。其背后的技术支撑 ——engionic 自 2013 年起积累的 FBG 研发经验、ISO 9001/14001 认证的生产体系，更能保证传感器的长期可靠性。
选择光纤传感器时，先明确 “监测什么（参数）、在哪监测（环境）、怎么安装（方式）”，再对应分类找到适配产品，才能让 “隐形数据” 真正为安全与效率服务。
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LMSS-03 高精度应变监测光纤传感器
型号：LMSS-03
厂家：Engionic Femto Gratings GmbH
概述：engionic Fiber Optics GmbH的LMSS-03是一款可用于混凝土内嵌或表面安装的短量程应变传感器，具有8-10cm的测量基底（量程长度），可测量其锚定点之间的应变变化。