光纖傳感器能預測地震嗎?
? ?? 汶川8.0級大地震造成的巨大人員傷亡及財產(chǎn)損失，讓地震預測重新成為科學界乃至整個社會關(guān)注的熱點。?
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? ? 在5月19日緊急召開的“四川汶川特大地震發(fā)生機理及后續(xù)災情科學分析”的香山科學會議上，許多學者都提出對地震進行“群測群防”的工作；同時應使用多學科綜合前期預警整體思維預測地震的方法，比如使用次聲波、地應力、地電脈沖、大地微動等預測地震，提高地震的預測水平。?
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??? “由于具有長距離遙測、耐惡劣環(huán)境（可耐500℃以上高溫）、靈敏度高、易于聯(lián)網(wǎng)等突出優(yōu)點。光纖傳感器可能是目前最好的地震監(jiān)測手段，一旦在地震帶附近建立起永久的可以監(jiān)測地震的光纖傳感器網(wǎng)絡，就可以及時地監(jiān)測地下的異常情況，對可能發(fā)生的地震發(fā)出預警，最大可能地避免人員傷亡和財產(chǎn)損失。”長期從事光纖傳感器研究的電子科技大學通訊學院院長饒云江教授說。?
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??? 蓬勃發(fā)展的光纖傳感器研究?
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? ? 現(xiàn)代信息技術(shù)是由信息的采集、傳輸和處理技術(shù)組成，因此傳感器、通信和計算機技術(shù)成為信息技術(shù)的三大支柱。光導纖維的發(fā)明問世，是世界科技史上的一項重大成果，在信息領(lǐng)域引起了一系列現(xiàn)代科學技術(shù)革命，其最大的成功應用之一就是光纖通信和光纖傳感。?
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??? 近年來，傳感器朝著微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，在這一過程中，光纖傳感器這個傳感器家族的新成員備受青睞。光纖傳感器具有抗電磁干擾和原子輻射、重量輕、體積小、絕緣、耐高溫、耐腐蝕等眾多優(yōu)異的性能，能夠?qū)?、壓力、溫度、振動、聲場、折射率、加速度、電壓、氣體等各種參數(shù)進行精確測量，能夠適應極端惡劣的環(huán)境。同時，由于光纖傳輸損耗低、頻帶寬，使得光纖傳感器在組網(wǎng)和傳輸距離方面，與傳統(tǒng)的傳感器相比具有無可比擬的優(yōu)勢。?
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? ?? 饒云江說，光纖傳感器可埋入溫度高達250℃以上的地層深處，因此可測量距離達數(shù)百公里?？捎糜?a target="_blank">檢測地震波、地質(zhì)板塊內(nèi)部應力、溫度、位移和傾斜、地下流體壓力、地下磁場等地下物理量的動態(tài)變化。?
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??? 正是由于光纖傳感器具有許多獨特優(yōu)勢，可以解決許多傳統(tǒng)傳感器無法解決的測量問題，故自從它問世以來，就被廣泛地用于醫(yī)療、交通、電力、機械、石油化工、航空航天、地質(zhì)和巖土工程等各個領(lǐng)域。?
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? ?? 應用于地震監(jiān)測已具技術(shù)基礎(chǔ)?
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? ? 在國家杰出青年科學基金、國家自然科學重點基金和國家自然科學基金面上項目的支持下，饒云江帶領(lǐng)他的課題組在光纖傳感器領(lǐng)域進行了廣泛而深入的研究，解決了諸多重點和難點問題，他們的研究成果為把光纖傳感器應用于地震監(jiān)測領(lǐng)域打下了堅實的基礎(chǔ)。?
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? ? 據(jù)饒云江介紹，在光纖多參數(shù)傳感的研究方面，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，在許多重要場合中，需要同時測量兩個或兩個以上參數(shù)的變化。例如，智能材料與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應變、振動與溫度同時測量，地震中地質(zhì)板塊內(nèi)部應力、溫度、位移和傾斜以及振動、地下流體壓力、地下磁場等地下物理量；石油、天然氣開采中的壓力、溫度與流量同時測量等。因而應用復合光纖傳感器實現(xiàn)多參數(shù)的同時，測量技術(shù)不僅是光纖傳感領(lǐng)域也是傳感器大領(lǐng)域中一個十分重要、具有挑戰(zhàn)性的科學研究課題。?
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?? 為了解決這個問題，饒云江課題組首次在國際上提出了系列光纖多參數(shù)傳感方法，應用集成式傳感器實現(xiàn)多種參數(shù)同時測量的新方法。?
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??? 此外，還將集成式光纖傳感器應用于國防和大型橋梁的健康監(jiān)測之中。目前，該類傳感器已成功應用于重慶市5座大橋的安全實時監(jiān)測，該類光纖傳感在土木工程結(jié)構(gòu)中應用所取得的經(jīng)驗對于開展地震監(jiān)測是非常有幫助的。?
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??? 卓越的組網(wǎng)能力是新一代光纖傳感器的特征之一，針對這個挑戰(zhàn)，饒云江課題組在國際上首次提出基于復用方法的大容量光纖傳感器網(wǎng)絡，通過將傳統(tǒng)的光纖傳感器改造為腔長可達數(shù)毫米的傳感器，再結(jié)合某些科學方法，建立具有復用1000個以上光纖傳感器能力的網(wǎng)絡，從而在國際上率先解決了傳統(tǒng)光纖傳感器復用能力差的瓶頸，為該類傳感器的大規(guī)模應用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。該類傳感器目前正應用于輸油（氣）管道的健康安全監(jiān)測。?
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??? 該課題組還把超長距離光纖傳感變?yōu)楝F(xiàn)實。超遠距離遙測是新一代光纖傳感器的另外一個特征，如何實現(xiàn)100公里以上的測量距離是光纖傳感領(lǐng)域的又一個挑戰(zhàn)。面對這個挑戰(zhàn)，饒云江課題組又在國際上首次制備了具有250公里的超長距離測量能力的測量系統(tǒng)，而且該系統(tǒng)已作為光纖圍欄在重要設施安全防護、反恐中得到實際應用，并可望在地震監(jiān)測中獲得重要應用。?
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??? 另外，在微納光纖傳感技術(shù)研究方面，饒云江課題組也取得了重大突破。他們解決了常規(guī)電類傳感器在耐惡劣環(huán)境能力方面存在的諸多問題。?
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??? 饒云江課題組許多相關(guān)成果已成功用于監(jiān)測橋梁的應力、位移、傾斜及振動，并已產(chǎn)業(yè)化，因此具有很好的基礎(chǔ)。? （完）
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