摘要：在我国社会经济快速发展的背景下，输水工程逐渐变得越来越重要，而光纤光栅传感器是输水工程中最常使用的设备，对输水工程的快速发展起到至关重要的作用。基于此，本文就对光纤光栅传感器进行阐述，并提出光纤光栅传感器在长距离输水工程中的应用措施，以期为输水工厂提供参考依据。
关键词：光纤光栅传感器；长距离输水工程；应用
光纤光栅传感器具有稳定性高、抗干扰能力强、输送方面等特点，不仅可以提高输水工程速度，还可以对输水工程进行安全监测，保证输水工程的稳定运行，所以，在长距离输水工程中被广泛使用[1]。基于此，本文就对长距离输水工程中使用光纤光栅传感器的优点进行阐述，并提出具体使用对策，以为推动长距离输水工程实现快速发展。
一、光纤光栅传感器概念分析
光纤光栅传感器是光纤传感器的一种，是一种波长调制型光纤传感器，其在工作过程中是通过光纤光栅对外界物理参量进行感应，然后将所感应到的信息数据通过光纤布拉格波长进行调制，进而收获到所需要的数据信息[2]。在一根光纤上可以安装众多不同波长的光纤光栅传感器，从而将以往花费在电缆施工上的费用节省下，降低工程成本。光纤光栅传感器在工作过程中经常将接收到的光源经过反射形成以布拉格波长为中心的波长，然后进行传输，在传输过程中经常会受到温度、压力等方面因素的影响，使得布拉格中心波长发生变化，在此种情况下，就可以将外界环境的变化参数进行测量，光纤光栅传感器的工作原理如图1所示。通常情况下，光纤光栅传感器在使用中具备以下几个方面有点：第一，由于光纤光栅传感器属于无源器件，所以其在使用中具备防爆、抗干扰能力等多方面优点，在使用中即使处于恶劣的环境，也不会影响正常工作，因此，在长距离输水工程中被广泛使用[3]。第二，由于光纤光栅有石英等材料组成，而石英的化学稳定性极高，所以光纤光栅具有耐腐蚀性高的特点。第三，光纤光栅还具备质量轻、传输损耗小、耐高温、传输容量大、精度高以及测量范围广泛等特点，可以对工程的实际情况进行准确测量，并且可以实现准分布式测量，所以在任何工程中被广泛使用。
图1 光纤光栅传感器的工作原理图
二、光纤光栅传感器在长距离输水工程中的应用分析
现阶段，随着我国社会经济的快速发展，电力工程、建筑工程、水利水电工程、道路桥梁等工程发展迅猛，并且工程的复杂性也逐渐增加[4]。在此种情况下，光纤光栅传感器逐渐成为工程传输中的首要选择，尤其是在长距离输水工程中，将光纤光栅传感器在长距离输水工程中使用可以对输水工程中的水位、水流量、输水设备运行状态等方面内容进行实时监测，并将检测数据信息及时传递给工作人员，为工作人员接下来的工作提供参考基础。在长距离输水工程中主要包含输水管线和输水隧道这两部分内容，而由于输水隧道所处环境具有复杂性，所以工作人员在工作中需要专门针对输水隧道设置安全监测环节，将输水隧道在输水过程中所产生的压力、水位、水流量等方面内容进行及时监测，让工作人员可以对输水隧道的工作情况进行及时监测，从而保证运行状态。现阶段，我国输水隧道的长度不一，最常见的输水隧道长度在100千米左右，在此种情况下，如果相关工作人员使用传统传感器进行输水，在输水过程中就会造成信号受阻，且传感器长时间在水中接触，就会发生严重的腐蚀情况，造成长距离隧道输水工程安全监测无法实现。因此，工作人员在隧道输水过程中就需要选择光纤光栅传感器，将不同种类的传感器安装在同一根光纤上，然后通过并联式将多个传感器接入到调节仪中，从而提高长距离隧道输水工程质量。
在我国各个地方的饮水工程中已经广泛使用光纤光栅传感器，例如，东深供水系统工程、南水北调工程等等[5]。光纤光栅传感器在输水工程中使用可以对输水工程进行安全监测，保证输水工程中的光纤压力值符合要求，并对长距离输水过程中存在的监测点供电问题进行及时解决，降低长距离输水工程中的投入成本，保证长距离输水工程质量。通常情况下，在长距离输水工程中使用光纤光栅传感器需要从以下几个方面展开：首先，工作人员需要提前对输水隧道进行测量，了解输水隧道的总长度，然后针对输水隧道的具体情况设置安全监测装置，对输水隧道中产生的应力、渗压、隧道岩石变形等情况进行监测，将监测到的数据进行及时反馈，为工作人员的水流状态监测工作提供参考依据。其次，在输水工程中使用传统的传感器，为了保证输水工程中供电情况，工作人员通常需要在每一段距离处就设置一个二次仪表箱，然后通过二次仪表箱进行供电，此种情况对造成输水工程的施工成本上升，并且增加输水工程的施工难度。所以，面对此种情况，工作人员就需要在输水工程中选择光纤光栅传感器，然后在隧道口的位置处设置完善的检测单元，并在检测单元设置中将电光与闸门相结合，保证输水工程中的正常供电，实现长距离输水工程的安全监测。与此同时，工作人员可以将长距离输水工程的安全监测工作与信息化系统相结合，使用远程监控系统对长距离输水工程进行及时监测，及时了解长距离输水工程中存在的问题，并对问题产生的原因进行分析，根据原因制定针对性的解决措施，从而保证长距离输水工程安全监测质量，保证长距离输水工程的安全运行。
现阶段，在我国输水工程中所使用的传感器众多，安装的位置也比较分散，造成长距离输水工程信号传输弱、电源无法及时供给，且在安装输水管线的过程中，由于输水工程地点与居民区相距距离远，就会造成电源使用困难，使得长距离输水工程的成本直线上升，严重制约了长距离输水工程的快速发展。面对此种情况，工作人员就需要在长距离输水工程中使用光纤光栅传感器，充分发挥出光纤光栅传感器的优点，将传统传感器使用中所面临的问题及时进行解决，从而提高长距离输水工程自动化水平，减少长距离输水工程成本，推动输水工程的快速发展。
总结语
总而言之，在长距离输水工程中使用光纤光栅传感器是发展的必然趋势，对输水工程的快速发展具有重要有意义。因此，施工人员在施工中需要根据输水工程的具体情况，针对性选择光纤光栅传感，从而降低长距离输水工程成本，保证长距离输水的安全性，推动我国输水工程的可持续发展。
参考文献：
[1]吴晶，吴晗平，黄俊斌等.光纤光栅传感信号解调技术研究进展[J].中国光学，2014（4）：519-531.
[2]曾捷，王文娟，王博等.动静态载荷下光纤光栅传感器敏感特性研究[J].南京航空航天大学学报，2015，47（3）：397-402.
[3]由泽伟，王源，孙阳阳等.光纤光栅传感器在爆炸冲击测量中的应用[J].压电与声光，2017，39（4）：614-618.
[4]罗健斌，郝艳捧，叶青等.利用光纤光栅传感器测量输电线路覆冰荷载试验[J].高电压技术，2014，40（2）：405-412.
[5]曾捷，张钰珏，郭晓华等.光纤光栅传感器与机械结构预处理胶接方法[J].南京航空航天大学学报，2017，49（1）：105-109.
论文作者:高洪月,字先文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：光栅论文; 光纤论文; 工程论文; 传感器论文; 隧道论文; 工作人员论文; 快速发展论文; 《基层建设》2018年第1期论文;