南方罕见的冰雪(xuě)灾害让很(hěn)多(duō)人见识到了这样的景象，高压電(diàn)線(xiàn)覆冰后有(yǒu)成人大腿般粗，冰层越裹越厚致使線(xiàn)路中(zhōng)断。那么覆冰厚度达到多(duō)少时存在断線(xiàn)或倒塌的风险呢(ne)？目前，日本等一些國(guó)家尝试使用(yòng)光纤传感器来实时监测输電(diàn)線(xiàn)路覆冰，而成都的電(diàn)子科(kē)技(jì )大學(xué)在这一领域已有(yǒu)重大突破，他(tā)们已研发出世界上第一个能(néng)在-100℃低温和800℃高温下工(gōng)作(zuò)的微纳光纤珐珀传感器。昨日，记者探访了该校的宽带光纤传输与通信网技(jì )术教育部重点实验室，据悉，“忍受”1600℃高温的更先进的光纤传感器即将在这里诞生。

“忍受”800℃高温 创世界纪录

　　“能(néng)在800℃高温下工(gōng)作(zuò)，我们研发的光纤传感器创造了一个世界纪录，”電(diàn)子科(kē)技(jì )大學(xué)通信學(xué)院院長(cháng)、实验室主任、國(guó)家杰出青年基金获得者饶云江教授告诉记者：“它可(kě)以在800℃的高温下测量物(wù)體(tǐ)的变形程度，而这个温度國(guó)内外的科(kē)研机构都尚未达到。”在航空航天、能(néng)源工(gōng)业等环境十分(fēn)恶劣的条件下，发電(diàn)机、发动机和很(hěn)多(duō)机器的零件都会由于高温产(chǎn)生变形的可(kě)能(néng)，如何测量从而及早地发现结构变形、有(yǒu)没有(yǒu)裂纹产(chǎn)生，光纤传感器可(kě)谓责任重大。“能(néng)‘忍受’1600℃高温的光纤传感器也即将在这里研发成功，到时除了核反应堆，工(gōng)业和航天航空的绝大多(duō)数的高温情况它都不怕。比如要测试炼钢炉里钢水的温度，只要把这个‘测量计’直接插入钢水里就可(kě)以了。”

　　饶教授称，这项成果的另一个突破是，与传统手工(gōng)制作(zuò)方法相比，利用(yòng)激光微加工(gōng)技(jì )术制作(zuò)传感器方法简单、一次成型，大约几秒(miǎo)就可(kě)以做出一个，将来的高质(zhì)量批量制造生产(chǎn)具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的应用(yòng)前景。该技(jì )术已被國(guó)际光電(diàn)子學(xué)领域刊物(wù)报道，并申请了美國(guó)专利，美國(guó)一家公(gōng)司已明确表示了做全球代理(lǐ)的意向。

　　据悉，饶教授领导的光纤技(jì )术研究中(zhōng)心在光纤传感领域具(jù)有(yǒu)较大的國(guó)际影响，電(diàn)子科(kē)技(jì )大學(xué)将于今年8月在成都发起召开第一届亚太光纤传感器國(guó)际会议。

　　30微米的“指环” 激光刻蚀

　　一根头发丝细的石英材料做的透明光纤，肉眼几乎看不出什么特别之处，实验室的光纤技(jì )术研究室副主任冉曾令博士指着一端透明细丝说：“传感器就嵌在这里，它叫‘微干涉仪’，是一个三维立體(tǐ)的器件，有(yǒu)圆环形、立方形或者更為(wèi)复杂的结构。”记者看到这根“细丝”在显微镜下的图片——一根長(cháng)長(cháng)的管子，一个指环状物(wù)體(tǐ)镶嵌其中(zhōng)。当冉博士表示图片中(zhōng)这一小(xiǎo)段其实是1毫米，“细丝”的直径是125微米，而“指环”只有(yǒu)30微米，记者非常惊讶：“这么小(xiǎo)的传感器究竟是怎么做出来的？”

　　冉博士说：“这个过程有(yǒu)点类似于芯片制作(zuò)，预先设计好结构，利用(yòng)激光脉冲在材料上刻蚀出来。困难的地方在于寻找理(lǐ)想的传感器材料，还要判断哪种形式、哪种波長(cháng)的激光合适。”

　　“神经元” 感受传递光信号

　　光纤传感器如何工(gōng)作(zuò)？冉博士做了一个形象的比喻，“就像人體(tǐ)的神经系统具(jù)有(yǒu)‘感’和‘传’的功能(néng)，微干涉仪好比‘神经元’，铺设的光纤就是一根根的‘神经’，控制中(zhōng)心就是‘大脑’。”当物(wù)體(tǐ)或周围环境的温度升高或降低，或者压力变化使物(wù)體(tǐ)产(chǎn)生变形时，“神经元”将感受到这些信息，并把信息加载在一束光上，这束光就沿着“神经”跑向“大脑”，“大脑”再把这些强弱、频率等不断变化的光信号转变為(wèi)人们可(kě)以读懂的信息。

　　监测電(diàn)缆覆冰情况 更准确

　　冬天，战斗在雪(xuě)灾第一線(xiàn)的電(diàn)力巡線(xiàn)工(gōng)人，在崇山(shān)峻岭之中(zhōng)巡查電(diàn)缆的覆冰情况，有(yǒu)时要走上三五个小(xiǎo)时才能(néng)发现输電(diàn)線(xiàn)路的故障点。如果在電(diàn)缆里埋入光纤传感器，当覆冰严重时，传感器感受到异常的应力或温度变化，就可(kě)以判断出哪段電(diàn)缆有(yǒu)可(kě)能(néng)发生损坏，从而及时地告知控制中(zhōng)心具(jù)體(tǐ)位置，这显然要比巡線(xiàn)员的人工(gōng)观察要方便快速准确得多(duō)。

　　冉博士说：“光纤传感器优点包括電(diàn)绝缘性好、耐高温、耐腐蚀，抗電(diàn)磁干扰、抗辐射，而且可(kě)以构成分(fēn)布式光纤传感网络，测量距离可(kě)达数十公(gōng)里，在長(cháng)距离多(duō)点遥测方面具(jù)有(yǒu)非常突出的优势。它作(zuò)為(wèi)桥梁、大坝等混凝土大型建筑的健康监测系统已在國(guó)内外多(duō)处工(gōng)程中(zhōng)广泛应用(yòng)。此外还用(yòng)来监测地下油井的出油情况，煤矿的瓦斯浓度，在生产(chǎn)领域将发挥重大的作(zuò)用(yòng)。”

来源：成都晚报