8月11日，由世紀新能源網及氫能百人會主辦、氫能觀察承辦的CHEC 2022世紀氫能大會在北京舉辦。尚寧智感（北京）科技有限公司總經理邵洪峰出席會議并就“光纖光柵陣列智能感知技術在氫能源領域的應用主題進行演講”。

尚寧智感秉承著“從光纖到家（Fiber To The Home），到光纖進物（Fiber To The Things）”技術理念，經營精密材料、特種光纖、光纖光柵陣列感知系統三大板塊產業(yè)。同時，公司專注能源相關行業(yè)監(jiān)測需求，為能源行業(yè)提供全新的溫度、應變變形和結構健康監(jiān)測系統解決方案，目前有風機葉片結構健康監(jiān)測、電池儲能設施安全檢測、氫氣儲罐結構安全監(jiān)測、數據中心環(huán)境溫度監(jiān)測四項業(yè)務。

光纖光柵智能感知技術，具體分為紫外激光直寫光纖光柵感測陣列成形技術和光纖光柵陣列高精度溫度/應變解調技術。光纖主要由高純石英玻璃材料構成，是主要用于光通信中的傳輸媒質，被稱為互聯網時代的基石，而光柵則是利用光纖材料的光敏特性，用激光照射光纖可以在纖芯中刻寫出光纖光柵傳感器。

光纖光柵的形成

邵洪峰介紹，光纖光柵本身有一個特性，當一束光從路端注入到這光圈以后，它在滿足特定情況經過光柵時會被光柵玻璃反射回來。反射光這個中心波長與光纖的折射率和周期有關。如果這個區(qū)域的光柵受到溫度或者受到力的，它反射回的光中波長會變化。通過檢測反射光的過程變化量，就可以推算出光圈所處位置的溫度，或者它的受力和應變。通過已知公式的預算，我們就可以通過簡單的波長變化，反推溫度的變化量和它的硬件的變化量。這也是尚寧智感產業(yè)鏈的核心技術。

光柵中心波長與柵區(qū)的溫度和應變之間的關系

會上，邵洪峰為與會來賓介紹了光纖光柵的幾項性能測試，并列出詳細的篩選數值，使大家對于光纖光柵行業(yè)的標準有一定了解：

光纖光柵溫度性能標定實驗

①升溫過程曲線溫度靈敏度系數：11.72pm/℃, R-squar 0.9978：

②降溫過程曲線溫度靈敏度系數：12.09pm/℃, R-squar 0.9991

光纖光柵拉伸強度篩選測試

①光柵拉伸強度篩選條件：9N，12nm，~10000με

②極限拉伸斷裂試驗：~30N,應變量≥30000με

碳纖維復合光纖光柵拉伸應變標定實驗

光纖光柵中心波長與應變線性關系：在0-10000 με的范圍內，應變靈敏度系數為1.16 με /pm；相關系數達到0.999以上，線性度良好。

變形測量

光纖光柵陣列直接復合進碳纖維結構件中，用于復合材料成型過程溫度監(jiān)測、結構力學性能檢測和結構健康狀態(tài)長期監(jiān)測。

尚寧智感變形測量演示視頻截圖

在詳細講解光纖光柵智慧感知技術原理及相關參數后，邵洪峰表示，光纖具有無源，無發(fā)熱，本征安全絕緣，耐高溫，被動感測，與被測物無交互影響；無電磁輻射，耐電磁干擾，適合復雜電磁環(huán)境使用感知單元體積小，可植入結構體內；可多點復用或準分布式測量，信號傳輸距離遠；測量精度高、響應時間短、高帶寬等優(yōu)良特性，在風機葉片應變和缺陷監(jiān)測、儲能設施溫度檢測、數據中心動環(huán)監(jiān)測等多領域應用廣泛。

隨后，邵洪峰結合本次大會主題，重點解析植入式光纖智能感知系統在儲氫罐中的應用：

1、光纖光柵陣列感知用于儲氫罐安全性監(jiān)測
儲氫壓力容器是高壓氣態(tài)儲氫、低溫液化儲氫的關鍵，未來應滿足輕量化、高壓化、質量穩(wěn)定和成本低的儲氫目標需求。

2、光纖光柵陣列感知系統用于儲氫罐安全性監(jiān)測
高壓儲氫瓶由于纖維外層、絕熱層等導致儲氫罐內層無法視覺檢測，具有安全風險，邵洪峰介紹，在罐體纖維層內嵌分布式光纖感知元件，可實現對罐體安全性進行預測和報警；在罐體纖維層內嵌光纖感知元件，在固化、疲勞循環(huán)和爆破試驗期間獲取應力、應變和溫度測量值，優(yōu)化未來設計中的材料使用；感知罐體儲氫全過程的基礎力、熱數據，實現客觀測量罐體的變形、載荷分布，評價與診斷罐體完好狀態(tài)，能夠實現對罐體安全性進行評價、報警和預測。

最后，邵洪峰針對當前光纖光柵技術情況指出，由于光纖感知具有的無源、絕緣、本征安全、體積小、遠距離傳輸和準分布式測量的特點，能夠用于在產、儲、運、用等環(huán)節(jié)的溫度監(jiān)測；各類儲運設施的結構健康安全監(jiān)測以及氫產業(yè)個環(huán)節(jié)技術研發(fā)階段的參數監(jiān)測，此技術在氫能源行業(yè)應用前景十分廣闊，也是尚寧智感未來持續(xù)發(fā)展的領域。

（本文根據嘉賓演講整理，未經嘉賓審核）