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發布時(shí)間(jiān):2020-12-10
&nγ★bsp;南(nán)方罕見(jiàn)的(de)冰雪(xuě)災§≠害讓很(hěn)多(duō)人(rén)見(j₩©iàn)識到(dào)了(le)這(zhè)樣>§÷↓的(de)景象,高(gāo)壓電(diàn)線覆冰後有(yǒu)成Ω>人(rén)大(dà)腿般粗,冰層越裹越厚緻使線路(lù)中斷。那(n♣↓à)麽覆冰厚度達到(dào)多(duō)少(shǎo)時(sγ♦hí)存在斷線或倒塌的(de)風(fēng)險♦®呢(ne)?目前,日(rì)本等一(yī)些(xiē)國(guó)家(ji®♥∞ā)嘗試使用(yòng)光(guāng)纖傳感器(qì)來(lái>≥)實時(shí)監測輸電(diàn)線路(lù)覆冰,✘×而成都(dōu)的(de)電(diàn)子(zǐ)科(kē)技(jì)大(←dà)學在這(zhè)一(yī)領域已有₽$<♠(yǒu)重大(dà)突破,他(tā)們已研發出世界上(shàn÷↑₽×g)第一(yī)個(gè)能(néng)在-100℃低(d)溫和(hé)800℃高(gāo)溫下(xα>ià)工(gōng)作(zuò)的(de)微(wēi)納光<ε(guāng)纖琺珀傳感器(qì)。昨日(rì),記者探訪了(le)該校₩ '(xiào)的(de)寬帶光(guāng)纖傳輸&≠₩與通(tōng)信網技(jì)術(shù)教育∏λφ部重點實驗室,據悉,“忍受”1600℃高(gāo)溫的($©<de)更先進的(de)光(guāng)纖傳感器(qì)即将在這(zhè)裡(<γlǐ)誕生(shēng)。
“忍受”800℃高(gāo)溫 創世界紀錄
“能(néng)在800℃高(gāo)溫下(xià)工(gōng) ®★作(zuò),我們研發的(de)光(guāng)纖傳感器(qì)創≤≤≥造了(le)一(yī)個(gè)世界紀錄,”電(diàn♦₩)子(zǐ)科(kē)技(jì)大(dà)學通(tōng)信學院院長(chán♠♦g)、實驗室主任、國(guó)家(jiā)傑出青年(nián )基金(jīn)獲得(de)者饒雲江教授告訴記者:“它可(kě<&)以在800℃的(de)高(gāo)溫下(xià)測量物(wù)體(tǐ)≠™的(de)變形程度,而這(zhè)個(gè)溫度國(guóφΩ)內(nèi)外(wài)的(de)科(kē)研機(jī)構都(dōu)尚未達到(dào)。”在航空(kōng)航天、能(nén€✔'g)源工(gōng)業(yè)等環境十分(fēn)惡劣的(de)條件<≤↑☆(jiàn)下(xià),發電(diàn)機(jī)"∞"、發動機(jī)和(hé)很(hěn)多(duō)機(jī)器(q✘↕λì)的(de)零件(jiàn)都(dōu♣₽)會(huì)由于高(gāo)溫産生(shē↕σ↕¥ng)變形的(de)可(kě)能(néng),如(rú)何測量★±從(cóng)而及早地(dì)發現(xiàn)結構變形、有 ♥€(yǒu)沒有(yǒu)裂紋産生(shēng),光(guāngλβ&)纖傳感器(qì)可(kě)謂責任重大(dà)。“能(néng)‘忍受←→’1600℃高(gāo)溫的(de)光(guāng)♣•♥纖傳感器(qì)也(yě)即将在這(zhè)裡(lǐ®₽₽)研發成功,到(dào)時(shí)除了(le)核反應堆,工(gōng)業♣©↓₹(yè)和(hé)航天航空(kōng)的(de)絕大(dà)多(du↑→ō)數(shù)的(de)高(gāo)溫情況它↕α×都(dōu)不(bù)怕。比如(rú)要(yào)測試煉鋼爐裡(lǐ↑ )鋼水(shuǐ)的(de)溫度,隻要(yào)把這(zhè)個¶'÷$(gè)‘測量計(jì)’直接插入鋼水(shuǐ)裡("→♦lǐ)就(jiù)可(kě)以了(le)。”
饒教授稱,這(zhè)項成果的(de©∑→÷)另一(yī)個(gè)突破是(shì),與γ傳統手工(gōng)制(zhì)作(zuò)方法相(xiàng)比×Ω↕ ,利用(yòng)激光(guāng)微(wēi)加工(gōng)技(Ωπjì)術(shù)制(zhì)作(zuò)傳感器(qì)方法簡單、一(yīε')次成型,大(dà)約幾秒(miǎo)就(jiù)可(kě)以做→¥♦¥(zuò)出一(yī)個(gè),将來(lái)的(de)高(gāo)質量批量→λ制(zhì)造生(shēng)産具有(yǒu)很(hěn)→✘®♦好(hǎo)的(de)應用(yòng)前景。該技(jì)術(&✘§•shù)已被國(guó)際光(guāng)電(diàn)子(zǐ→§↓)學領域刊物(wù)報(bào)道(dào),并申請(qǐng)了(le•≈✘&)美(měi)國(guó)專利,美(měδφλ€i)國(guó)一(yī)家(jiā)公司已明(míng)确表示了(le)做↓¥↓₹(zuò)全球代理(lǐ)的(de)意向。
據悉,饒教授領導的(de)光(guāng)纖技(jì)術(s™Ω♥hù)研究中心在光(guāng)纖傳感領域具☆± &有(yǒu)較大(dà)的(de)國(guó)際影(yǐng)響,電↕§ ×(diàn)子(zǐ)科(kē)技(jì)大(dà✘←☆)學将于今年(nián)8月(yuè)在成都(dōu)β∑發起召開(kāi)第一(yī)屆亞太光(g≠φuāng)纖傳感器(qì)國(guó)際會(huì)議(yì)。
30微(wēi)米的(de)“指環” 激光(≤σα★guāng)刻蝕
一(yī)根頭發絲細的(de)石英材料做(zuò)的(d™©≥≈e)透明(míng)光(guāng)纖,肉眼幾乎看(kàn)不(bù)出≠ 什(shén)麽特别之處,實驗室的(de)光(guāng)纖技(★£πjì)術(shù)研究室副主任冉曾令博士指著(zhe)一(yī)端透明(m★δíng)細絲說(shuō):“傳感器(qì)就(jiù)嵌在這(zh₩'δè)裡(lǐ),它叫‘微(wēi)幹涉儀’,是(shì)一ε✔(yī)個(gè)三維立體(tǐ)的(de)器(qì×¥∑δ)件(jiàn),有(yǒu)圓環形、立方形或者更為(wèi)複雜(zá≤₩✔)的(de)結構。”記者看(kàn)到(dào)這(zhè)根“細σ≈絲”在顯微(wēi)鏡下(xià)的(de←±♥≠)圖片——一(yī)根長(cháng)長(cháng)的(de)管子(zǐ)•™↕,一(yī)個(gè)指環狀物(wù)體(tǐ)鑲嵌其♠ '中。當冉博士表示圖片中這(zhè)一(yī)小(₹•xiǎo)段其實是(shì)1毫米,“細絲→♦”的(de)直徑是(shì)125微(wēi≈✘₽)米,而“指環”隻有(yǒu)30微(wēi)米,記者非常驚訝:“這(zhè )麽小(xiǎo)的(de)傳感器(qì)究竟是(sh↕¥★ì)怎麽做(zuò)出來(lái)的(de)?”
冉博士說(shuō):“這(zhè)個(gè)過程有(yǒu)點類似于芯片•→制(zhì)作(zuò),預先設計(jì)好✘÷↑(hǎo)結構,利用(yòng)激光(guāng♣×$)脈沖在材料上(shàng)刻蝕出來(l♥±Ωái)。困難的(de)地(dì)方在于尋找理(lǐ)想的(de)傳感器(qì)"δ₹材料,還(hái)要(yào)判斷哪種形式、哪種波長(cháng)的(d® e)激光(guāng)合适。”
“神經元” 感受傳遞光(guāng)信号
光(guāng)纖傳感器(qì)如(rú)何工(₩↕gōng)作(zuò)?冉博士做(zuò)了(le)一(yī)個(gè)形♦Ω象的(de)比喻,“就(jiù)像人(rén)體(tǐ)的(de)神> •經系統具有(yǒu)‘感’和(hé)‘傳’的(de)功能(π♣£néng),微(wēi)幹涉儀好(hǎo)★"✘∑比‘神經元’,鋪設的(de)光(guāng)纖就(jiù✘π↕)是(shì)一(yī)根根的(de)‘神經’,控 ©≈制(zhì)中心就(jiù)是(shì)‘大(>→™∞dà)腦(nǎo)’。”當物(wù)體(tǐ)或周圍環境的(de)溫度升高(g®€£āo)或降低(dī),或者壓力變化(huà)使物(wù)體(tǐ)産生(☆÷↑shēng)變形時(shí),“神經元”将感受 φσ 到(dào)這(zhè)些(xiē)信息,并把信息加載 ÷¶ 在一(yī)束光(guāng)上(shàng)&φ§,這(zhè)束光(guāng)就(jiù)沿著(zhe)“神經”↕ε跑向“大(dà)腦(nǎo)”,“大(dà)腦(nǎ≈βo)”再把這(zhè)些(xiē)強弱、頻(pín)∞ ↑φ率等不(bù)斷變化(huà)的(de)光(guāng)信号轉變為(wèi)人"™δ(rén)們可(kě)以讀(dú)懂(dǒng)的(de)信息。
監測電(diàn)纜覆冰情況 更準确
冬天,戰鬥在雪(xuě)災第一(yī)線的(de)電(diàn £↓)力巡線工(gōng)人(rén),在崇山(shān)₽↔€≤峻嶺之中巡查電(diàn)纜的(de)覆冰情況,有(yǒu)時(s←λΩπhí)要(yào)走上(shàng)三五個(gè)小(xiǎo)™≈$σ時(shí)才能(néng)發現(xiàn)輸電(diàn)線路↑•Ω(lù)的(de)故障點。如(rú)果在電( Ωdiàn)纜裡(lǐ)埋入光(guāng)纖傳感器(qì),當覆冰嚴重時(₩₩∑♥shí),傳感器(qì)感受到(dào)異常的(de)應力或溫☆☆度變化(huà),就(jiù)可(kě)以判斷出哪↕♥段電(diàn)纜有(yǒu)可(kě)能(néng)發生(shēng)損壞∞ $,從(cóng)而及時(shí)地(dì)告§•知(zhī)控制(zhì)中心具體(tǐ)位置,這(zhè)顯∑γ<然要(yào)比巡線員(yuán)的(de)人($¥'↔rén)工(gōng)觀察要(yào)方便快(kuài)速準确得(de ₩φ)多(duō)。
冉博士說(shuō):“光(guāng)纖傳感器(qì)優∏>點包括電(diàn)絕緣性好(hǎo)、耐高(gāo)溫、耐腐蝕↓απ$,抗電(diàn)磁幹擾、抗輻射,而且可(kě)以構成分(fēn)布式光(§∑guāng)纖傳感網絡,測量距離(lí)可(kě)達數(shù)十公裡σ☆& (lǐ),在長(cháng)距離(lí)多(duō)點遙測方面♦→☆§具有(yǒu)非常突出的(de)優勢。它<•作(zuò)為(wèi)橋梁、大(dà)壩等混≠>↕♠凝土(tǔ)大(dà)型建築的(de)健康監測系統已在國(guΩ↑©ó)內(nèi)外(wài)多(duō)處工(gōn→₽€g)程中廣泛應用(yòng)。此外(wài)還(hái)用(yòng)來(l<©ái)監測地(dì)下(xià)油井的(de)出油情況∏≈,煤礦的(de)瓦斯濃度,在生(shēng)産領域将發揮重大(dà)♥™的(de)作(zuò)用(yòng)。”
來(lái)源:成都(dōu)晚報(bào)