光纖傳感器能預(yù)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(yù)測重新成為科學(xué)界乃至整個社會關(guān)注的熱點。?
??
? 　? 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(zāi)情科學(xué)分析”的香山科學(xué)會議上，許多學(xué)者都提出對地震進行“群測群防”的工作；同時應(yīng)使用多學(xué)科綜合前期預(yù)警整體思維預(yù)測地震的方法，比如使用次聲波、地應(yīng)力、地電脈沖、大地微動等預(yù)測地震，提高地震的預(yù)測水平。?
??
??? 　“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(luò)，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(yù)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(xué)通訊學(xué)院院長饒云江教授說。?
??
??? 蓬勃發(fā)展的光纖傳感器研究?
??
? 　? 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(dǎo)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(xué)技術(shù)革命，其最大的成功應(yīng)用之一就是光纖通信和光纖傳感。?
??
　??? 近年來，傳感器朝著微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)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)?yīng)變、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(yīng)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。?
??
?　?? 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。可用于檢測地震波、地質(zhì)板塊內(nèi)部應(yīng)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。?
??
??? 　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。?
??
?　?? 應(yīng)用于地震監(jiān)測已具技術(shù)基礎(chǔ)?
??
? 　? 在國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)重點基金和國家自然科學(xué)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(yīng)用于地震監(jiān)測領(lǐng)域打下了堅實的基礎(chǔ)。?
??
? 　? 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(xué)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(yīng)變、振動與溫度同時測量，地震中地質(zhì)板塊內(nèi)部應(yīng)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(yīng)用復(fù)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(xué)研究課題。?
??
?? 　 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(yīng)用集成式傳感器實現(xiàn)多種參數(shù)同時測量的新方法。?
??
　??? 此外，還將集成式光纖傳感器應(yīng)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(yīng)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(yīng)用所取得的經(jīng)驗對于開展地震監(jiān)測是非常有幫助的。?
? 　
??? 　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(fù)用方法的大容量光纖傳感器網(wǎng)絡(luò)，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(xué)方法，建立具有復(fù)用1000個以上光纖傳感器能力的網(wǎng)絡(luò)，從而在國際上率先解決了傳統(tǒng)光纖傳感器復(fù)用能力差的瓶頸，為該類傳感器的大規(guī)模應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。該類傳感器目前正應(yīng)用于輸油（氣）管道的健康安全監(jiān)測。?
??
??? 　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(shè)施安全防護、反恐中得到實際應(yīng)用，并可望在地震監(jiān)測中獲得重要應(yīng)用。?
??
??? 　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。?
??
??? 　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(yīng)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）

?