我國擁有世界多的公路橋梁（78萬座），多的鐵路橋梁（7萬座），世界長的公路（13萬公里）以及超過12萬公里的油氣管道。
然而，大型基礎設施在長期服役過程中，由于長期受到外力和環(huán)境侵蝕，極有可能發(fā)生災害，從而造成嚴重的安全事故和經濟損失。同時，我國是世界上地質災害多發(fā)之一，地質災害種類多、面積廣、活動頻次高、危害程度大。
例如，2015年12月20日，深圳市發(fā)生渣土堆山滑坡事故，導致74人死亡，直接經濟損失近10億元人民幣如何能讓山河有情？首先我們得讓它有“感”才行！
讓祖國河川有“感”，即在發(fā)生自然災害之前，提前預警，避免受到不必要的人員傷亡和財產損失。
目前，讓祖國河川有“感”的方式一般都是在上面安裝傳感器，為了達到有“感”的目的，要求所用傳感器必須滿足成本低廉、耐腐蝕、抗電磁干擾能力強、靈敏度高等諸多優(yōu)點。
在這個人與自然產生矛盾的時候，光纖傳感技術挺身而出，使“盤古”當年留下的“笨重”身軀，重新靈動得了起來。
光纖傳感技術
光纖傳感技術始于1977年，目前，世界上已有光纖傳感技術上百種，諸如溫度、壓力、流量、位移、振動、轉動、彎曲、液位、速度、加速度、聲場、電流、電壓、磁場及輻射等物理量都實現(xiàn)了不同性能的傳感。光纖傳感技術伴隨光纖通信技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來，是衡量一個信息化程度的重要標志。
從杭州物聯(lián)網暨傳感技術應用論壇了解到，光纖傳感技術已廣泛用于軍事、國防、航天航空、工礦企業(yè)、能源環(huán)保、工業(yè)控制、醫(yī)藥衛(wèi)生、計量測試、建筑、家用電器等領域。
在光纖傳感使用中，外界災難造成的攪擾或影響傳到光纖，使得光纖中傳輸的光的有些特性隨之發(fā)作改動，經過裝備專用的感測外表設備，就能監(jiān)測出使光的特性發(fā)生改變的干擾。經過光的干涉現(xiàn)象，使得許多災難狀況的測量成為可能。
正在“服役”的光纖“健將”
地下的“諦聽”
光纖管道安全防護體系：光纖管道安全防護體系由微應變/定位器，包含激光收發(fā)模塊、數據處置板和專用定位信號處置板等專門設備和專利技能組成。在與管道同溝布埋的單模光纖中傳輸時，會受到沿著光纜鄰近的各種振蕩、位移、應力應變的影響。光纖管道安全防護體系當前正在全世界逐漸得到廣泛使用。主要包含：輸油泵站和管道的安防預警體系；管道安全防護體系；管道安全防護體系；管道安全防護體系；輸油管道的安全防護體系
空中的“美麗陀螺”
光纖陀螺：它是一種用于慣性導航的光纖傳感器。因其無活動部件——高速轉子，稱為固態(tài)陀螺儀。這種新型全固態(tài)的陀螺儀將成為未來的主導產品，具有廣泛的發(fā)展前途和應用前景。
光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克(Sagnac)效應。薩格納克效應是相對慣性空間轉動的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關效應，即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進行傳播，匯合到同一探測點。
若繞垂直于閉合光路所在平面的軸線，相對慣性空間存在著轉動角速度，則正、反方向傳播的光束走過的光程不同，就產生光程差，其光程差與旋轉的角速度成正比。因而只要知道了光程差及與之相應的相位差的信息，即可得到旋轉角速度。
光纖陀螺成本低、維護簡便，正在許多已有系統(tǒng)上替代機械陀螺，從而大幅度提高系統(tǒng)的性能、降低和維護系統(tǒng)成本?，F(xiàn)在，光纖陀螺已充分發(fā)揮了其質量輕、體積小、成本低、精度高、可靠性高等優(yōu)勢，逐步替代其他類型的陀螺。
海中的“望遠鏡”
光纖水聽器是一種建立在光纖、光電子技術基礎上的水下聲信號傳感器。它通過高靈敏度的光學相干檢測，將水聲振動轉換成光信號，通過光纖傳至信號處理系統(tǒng)提取聲的信號信息，具有靈敏度高，頻響特性好等特點。由于采用光纖作為信息載體，適宜遠距離大范圍監(jiān)測。
光纖水聽器的概念是1977年由美國提出的，現(xiàn)在美國、日本在該領域仍處地位，目前我國石油勘探和海洋地質調查仍在使用壓電式水聽器。預測未來十年光纖水聽器的市場需求將超過300億元！前景廣闊！（此段來源于中國船舶報）
光纖水聽器的原理圖除了在海中，空中和地下光纖傳感也被用于山體滑坡和路基橋梁之中，可謂哪里有“難”就去哪里感知！
分布式光纖傳感器具有重量輕、抗惡劣環(huán)境、抗電磁干擾、在傳感點無需用電這些光纖傳感器所共有的優(yōu)點，此外，它可實現(xiàn)多達百萬個監(jiān)測測點和長達上百公里的超長距離分布式測量。
分布式光纖傳感器的原理圖
應用領域包括：石油天然氣管道和存儲罐的溫度和變形監(jiān)測，海底或陸地高壓電纜/光纜的溫度和應變監(jiān)測，地質災害（比如山體滑坡、泥石流等）的分布式監(jiān)測，橋梁、大壩和隧道等大型建筑物的結構健康監(jiān)測，飛行器和航天器的飛行狀態(tài)監(jiān)測以及火災報警等。
這些表面上看上去柔弱的光纖，正在為，國民的安全生活保駕護航并日趨成熟！
看了以上介紹，睡覺是不是可以更加安穩(wěn)了?
“科普中國”是中國科協(xié)攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。