南方罕見的冰雪災害讓很(hěn)多人見識到(dào)了(le)這(zhè)樣的景象，高(gāo)壓電線覆冰後有成人大(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)存在斷線或倒塌的風(fēng)險呢(ne)？目前，日本等一些(xiē)國家嘗試使用(yòng)光纖傳感器來(lái)實時(shí)監測輸電線路覆冰，而成都的電子科技大(dà)學在這(zhè)一領域已有重大(dà)突破，他(tā)們已研發出世界上(shàng)第一個能(néng)在-100℃低(dī)溫和(hé)800℃高(gāo)溫下(xià)工(gōng)作(zuò)的微納光纖琺珀傳感器。昨日，記者探訪了(le)該校的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(gāo)溫的更先進的光纖傳感器即将在這(zhè)裏誕生。

“忍受”800℃高(gāo)溫 創世界紀錄

　　“能(néng)在800℃高(gāo)溫下(xià)工(gōng)作(zuò)，我們研發的光纖傳感器創造了(le)一個世界紀錄，”電子科技大(dà)學通信學院院長、實驗室主任、國家傑出青年基金(jīn)獲得者饒雲江教授告訴記者：“它可以在800℃的高(gāo)溫下(xià)測量物體的變形程度，而這(zhè)個溫度國内外(wài)的科研機構都尚未達到(dào)。”在航空(kōng)航天、能(néng)源工(gōng)業等環境十分惡劣的條件下(xià)，發電機、發動機和(hé)很(hěn)多機器的零件都會(huì)由于高(gāo)溫産生變形的可能(néng)，如何測量從(cóng)而及早地發現(xiàn)結構變形、有沒有裂紋産生，光纖傳感器可謂責任重大(dà)。“能(néng)‘忍受’1600℃高(gāo)溫的光纖傳感器也(yě)即将在這(zhè)裏研發成功，到(dào)時(shí)除了(le)核反應堆，工(gōng)業和(hé)航天航空(kōng)的絕大(dà)多數的高(gāo)溫情況它都不怕。比如要測試煉鋼爐裏鋼水(shuǐ)的溫度，隻要把這(zhè)個‘測量計(jì)’直接插入鋼水(shuǐ)裏就可以了(le)。”

　　饒教授稱，這(zhè)項成果的另一個突破是，與傳統手工(gōng)制作(zuò)方法相比，利用(yòng)激光微加工(gōng)技術制作(zuò)傳感器方法簡單、一次成型，大(dà)約幾秒就可以做出一個，将來(lái)的高(gāo)質量批量制造生産具有很(hěn)好(hǎo)的應用(yòng)前景。該技術已被國際光電子學領域刊物報(bào)道(dào)，并申請(qǐng)了(le)美(měi)國專利，美(měi)國一家公司已明(míng)确表示了(le)做全球代理(lǐ)的意向。

　　據悉，饒教授領導的光纖技術研究中心在光纖傳感領域具有較大(dà)的國際影響，電子科技大(dà)學将于今年8月在成都發起召開(kāi)第一屆亞太光纖傳感器國際會(huì)議(yì)。

　　30微米的“指環” 激光刻蝕

　　一根頭發絲細的石英材料做的透明(míng)光纖，肉眼幾乎看(kàn)不出什(shén)麽特别之處，實驗室的光纖技術研究室副主任冉曾令博士指着一端透明(míng)細絲說：“傳感器就嵌在這(zhè)裏，它叫‘微幹涉儀’，是一個三維立體的器件，有圓環形、立方形或者更爲複雜(zá)的結構。”記者看(kàn)到(dào)這(zhè)根“細絲”在顯微鏡下(xià)的圖片——一根長長的管子，一個指環狀物體鑲嵌其中。當冉博士表示圖片中這(zhè)一小(xiǎo)段其實是1毫米，“細絲”的直徑是125微米，而“指環”隻有30微米，記者非常驚訝：“這(zhè)麽小(xiǎo)的傳感器究竟是怎麽做出來(lái)的？”

　　冉博士說：“這(zhè)個過程有點類似于芯片制作(zuò)，預先設計(jì)好(hǎo)結構，利用(yòng)激光脈沖在材料上(shàng)刻蝕出來(lái)。困難的地方在于尋找理(lǐ)想的傳感器材料，還要判斷哪種形式、哪種波長的激光合适。”

　　“神經元” 感受傳遞光信号

　　光纖傳感器如何工(gōng)作(zuò)？冉博士做了(le)一個形象的比喻，“就像人體的神經系統具有‘感’和(hé)‘傳’的功能(néng)，微幹涉儀好(hǎo)比‘神經元’，鋪設的光纖就是一根根的‘神經’，控制中心就是‘大(dà)腦(nǎo)’。”當物體或周圍環境的溫度升高(gāo)或降低(dī)，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(xiē)信息，并把信息加載在一束光上(shàng)，這(zhè)束光就沿着“神經”跑向“大(dà)腦(nǎo)”，“大(dà)腦(nǎo)”再把這(zhè)些(xiē)強弱、頻率等不斷變化的光信号轉變爲人們可以讀懂的信息。

　　監測電纜覆冰情況 更準确

　　冬天，戰鬥在雪災第一線的電力巡線工(gōng)人，在崇山峻嶺之中巡查電纜的覆冰情況，有時(shí)要走上(shàng)三五個小(xiǎo)時(shí)才能(néng)發現(xiàn)輸電線路的故障點。如果在電纜裏埋入光纖傳感器，當覆冰嚴重時(shí)，傳感器感受到(dào)異常的應力或溫度變化，就可以判斷出哪段電纜有可能(néng)發生損壞，從(cóng)而及時(shí)地告知(zhī)控制中心具體位置，這(zhè)顯然要比巡線員的人工(gōng)觀察要方便快(kuài)速準确得多。

　　冉博士說：“光纖傳感器優點包括電絕緣性好(hǎo)、耐高(gāo)溫、耐腐蝕，抗電磁幹擾、抗輻射，而且可以構成分布式光纖傳感網絡，測量距離可達數十公裏，在長距離多點遙測方面具有非常突出的優勢。它作(zuò)爲橋梁、大(dà)壩等混凝土大(dà)型建築的健康監測系統已在國内外(wài)多處工(gōng)程中廣泛應用(yòng)。此外(wài)還用(yòng)來(lái)監測地下(xià)油井的出油情況，煤礦的瓦斯濃度，在生産領域将發揮重大(dà)的作(zuò)用(yòng)。”

來(lái)源：成都晚報(bào)