南方罕見的(de)冰雪災害讓很多人(rén)見識到(dào)了(le／liǎo)這(zhè)樣的(de)景象，高壓電線覆冰後有成人(rén)大(dà)腿般粗，冰層越裹越厚緻使線路中斷。那麽覆冰厚度達到(dào)多少時(shí)存在(zài)斷線或倒塌的(de)風險呢？目前，日本等一(yī / yì ／yí)些國(guó)家嘗試使用光纖傳感器來(lái)實時(shí)監測輸電線路覆冰，而(ér)成都的(de)電子(zǐ)科技大(dà)學在(zài)這(zhè)一(yī / yì ／yí)領域已有重大(dà)突破，他(tā)們已研發出(chū)世界上(shàng)第一(yī / yì ／yí)個(gè)能在(zài)-100℃低溫和(hé / huò)800℃高溫下工作的(de)微納光纖琺珀傳感器。昨日，記者探訪了(le／liǎo)該校的(de)寬帶光纖傳輸與通信網技術教育部重點實驗室，據悉，“忍受”1600℃高溫的(de)更先進的(de)光纖傳感器即将在(zài)這(zhè)裏誕生。

“忍受”800℃高溫 創世界紀錄

　　“能在(zài)800℃高溫下工作，我們研發的(de)光纖傳感器創造了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)世界紀錄，”電子(zǐ)科技大(dà)學通信學院院長、實驗室主任、國(guó)家傑出(chū)青年基金獲得者饒雲江教授告訴記者：“它可以(yǐ)在(zài)800℃的(de)高溫下測量物體的(de)變形程度，而(ér)這(zhè)個(gè)溫度國(guó)内外的(de)科研機構都尚未達到(dào)。”在(zài)航空航天、能源工業等環境十分惡劣的(de)條件下，發電機、發動機和(hé / huò)很多機器的(de)零件都會由于(yú)高溫産生變形的(de)可能，如何測量從而(ér)及早地(dì / de)發現結構變形、有沒有裂紋産生，光纖傳感器可謂責任重大(dà)。“能‘忍受’1600℃高溫的(de)光纖傳感器也(yě)即将在(zài)這(zhè)裏研發成功，到(dào)時(shí)除了(le／liǎo)核反應堆，工業和(hé / huò)航天航空的(de)絕大(dà)多數的(de)高溫情況它都不(bù)怕。比如要(yào / yāo)測試煉鋼爐裏鋼水的(de)溫度，隻要(yào / yāo)把這(zhè)個(gè)‘測量計’直接插入鋼水裏就(jiù)可以(yǐ)了(le／liǎo)。”

　　饒教授稱，這(zhè)項成果的(de)另一(yī / yì ／yí)個(gè)突破是(shì)，與傳統手工制作方法相比，利用激光微加工技術制作傳感器方法簡單、一(yī / yì ／yí)次成型，大(dà)約幾秒就(jiù)可以(yǐ)做出(chū)一(yī / yì ／yí)個(gè)，将來(lái)的(de)高質量批量制造生産具有很好的(de)應用前景。該技術已被國(guó)際光電子(zǐ)學領域刊物報道(dào)，并申請了(le／liǎo)美國(guó)專利，美國(guó)一(yī / yì ／yí)家公司已明确表示了(le／liǎo)做全球代理的(de)意向。

　　據悉，饒教授領導的(de)光纖技術研究中心在(zài)光纖傳感領域具有較大(dà)的(de)國(guó)際影響，電子(zǐ)科技大(dà)學将于(yú)今年8月在(zài)成都發起召開第一(yī / yì ／yí)屆亞太光纖傳感器國(guó)際會議。

　　30微米的(de)“指環” 激光刻蝕

　　一(yī / yì ／yí)根頭發絲細的(de)石英材料做的(de)透明光纖，肉眼幾乎看不(bù)出(chū)什麽特别之(zhī)處，實驗室的(de)光纖技術研究室副主任冉曾令博士指着一(yī / yì ／yí)端透明細絲說(shuō)：“傳感器就(jiù)嵌在(zài)這(zhè)裏，它叫‘微幹涉儀’，是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)三維立體的(de)器件，有圓環形、立方形或者更爲(wéi / wèi)複雜的(de)結構。”記者看到(dào)這(zhè)根“細絲”在(zài)顯微鏡下的(de)圖片——一(yī / yì ／yí)根長長的(de)管子(zǐ)，一(yī / yì ／yí)個(gè)指環狀物體鑲嵌其中。當冉博士表示圖片中這(zhè)一(yī / yì ／yí)小段其實是(shì)1毫米，“細絲”的(de)直徑是(shì)125微米，而(ér)“指環”隻有30微米，記者非常驚訝：“這(zhè)麽小的(de)傳感器究竟是(shì)怎麽做出(chū)來(lái)的(de)？”

　　冉博士說(shuō)：“這(zhè)個(gè)過程有點類似于(yú)芯片制作，預先設計好結構，利用激光脈沖在(zài)材料上(shàng)刻蝕出(chū)來(lái)。困難的(de)地(dì / de)方在(zài)于(yú)尋找理想的(de)傳感器材料，還要(yào / yāo)判斷哪種形式、哪種波長的(de)激光合适。”

　　“神經元” 感受傳遞光信号

　　光纖傳感器如何工作？冉博士做了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)形象的(de)比喻，“就(jiù)像人(rén)體的(de)神經系統具有‘感’和(hé / huò)‘傳’的(de)功能，微幹涉儀好比‘神經元’，鋪設的(de)光纖就(jiù)是(shì)一(yī / yì ／yí)根根的(de)‘神經’，控制中心就(jiù)是(shì)‘大(dà)腦’。”當物體或周圍環境的(de)溫度升高或降低，或者壓力變化使物體産生變形時(shí)，“神經元”将感受到(dào)這(zhè)些信息，并把信息加載在(zài)一(yī / yì ／yí)束光上(shàng)，這(zhè)束光就(jiù)沿着“神經”跑向“大(dà)腦”，“大(dà)腦”再把這(zhè)些強弱、頻率等不(bù)斷變化的(de)光信号轉變爲(wéi / wèi)人(rén)們可以(yǐ)讀懂的(de)信息。

　　監測電纜覆冰情況 更準确

　　冬天，戰鬥在(zài)雪災第一(yī / yì ／yí)線的(de)電力巡線工人(rén)，在(zài)崇山峻嶺之(zhī)中巡查電纜的(de)覆冰情況，有時(shí)要(yào / yāo)走上(shàng)三五個(gè)小時(shí)才能發現輸電線路的(de)故障點。如果在(zài)電纜裏埋入光纖傳感器，當覆冰嚴重時(shí)，傳感器感受到(dào)異常的(de)應力或溫度變化，就(jiù)可以(yǐ)判斷出(chū)哪段電纜有可能發生損壞，從而(ér)及時(shí)地(dì / de)告知控制中心具體位置，這(zhè)顯然要(yào / yāo)比巡線員的(de)人(rén)工觀察要(yào / yāo)方便快速準确得多。

　　冉博士說(shuō)：“光纖傳感器優點包括電絕緣性好、耐高溫、耐腐蝕，抗電磁幹擾、抗輻射，而(ér)且可以(yǐ)構成分布式光纖傳感網絡，測量距離可達數十公裏，在(zài)長距離多點遙測方面具有非常突出(chū)的(de)優勢。它作爲(wéi / wèi)橋梁、大(dà)壩等混凝土大(dà)型建築的(de)健康監測系統已在(zài)國(guó)内外多處工程中廣泛應用。此外還用來(lái)監測地(dì / de)下油井的(de)出(chū)油情況，煤礦的(de)瓦斯濃度，在(zài)生産領域将發揮重大(dà)的(de)作用。”

來(lái)源：成都晚報