近年來船舶自動化迅速發展，傳感器在船舶系統中有著舉足輕重的作用。如通信導航系統中使用GPS實現自動導航，船舶氣象儀中利用傳感器測量風速、風向和濕度，利用測深儀測量船舶的航速與水底的深度等。未來船舶更是向著自動化、智能化方向發展，船載控制系統復雜性不斷增加，對船舶各種機械設備和船載控制系統的自動化要求逐步提高，對船舶系統中的傳感器的性能、測量范圍、數據傳輸速度、與計算機的融合性等也提出了更高的要求，傳統傳感器已經不能滿足自動化檢測和控制的需求。隨著新技術、新材料、新工藝的發展，以及計算機的多功能化、智能化的發展，越來越多的精度高、靈敏度高、響應快、便于微機處理的新型傳感器在船舶系統中得到了廣泛應用，如光纖傳感器、磁致伸縮位移傳感器、智能傳感器等。這些新型傳感器為現代船舶的操作運行提供了更加豐富及時的傳感信息，為船舶早期危險報警、損傷評估、設備故障檢測等提供了更多保證。
一、光纖傳感器
光纖傳感器由光源、入射光纖、出射光纖、調制器、光探測器以及解調制器組成，如圖1所示。其基本原理是將光源的光經入射光纖送入調制器，光在調制器內與外界被測物體的被測參數相互作用，使光的光學性質（如強度、波長、頻率、相位、偏正態等）發生變化，成為調制光，再經出射光纖送入光探測器，經解調器解調后獲得被測參數。
目前光纖傳感器已開始在船舶系統中安裝使用，經受了大量工作考驗，監測結果非常理想。光纖傳感器實物如圖2所示。應用光纖傳感器的系統有機艙監控、主機機械故障診斷、貨艙液位監控、通風加熱空調系統、破損控制系統等。比如利用光纖加速度計測量振動，以評估軸承的平衡程度，進而監控旋轉機械如主機的工作狀況，以改進維修計劃表，并對可能發生的故障進行預報警，使機械設備的運行化；將光纖溫度傳感器安裝在整個電力配電網絡中，對配電網絡的溫度進行連續監控，在出現溫度過高點時，及時采取措施，可有效防止電氣火災。
光纖傳感器相對于普通船用傳感器有著諸多優點。，光纖傳感器接收來自光源的信號，經過修正以后得到所測的參量，然后通過輸出光纖傳送至相距較遠的光探測器。整個測量和傳輸過程都無須電源和信號線，因此也不會受到電磁的干擾。并且光纖傳感器自身也不產生電磁干擾，因此光纖傳感器之間也不會產生交調失真。第二，由于光纖不會短路，本質是安全的，所以可以工作在含有易燃易爆氣體的環境中，并且當出現火災和浸水事故時，仍能繼續工作。
第三，光纖傳感器具有多路傳輸能力，可以與光纖傳輸系統很好地兼容，大量光纖傳感器將數據通過多路傳送構成一個光纖網絡，并利用計算機對監測的數據信息進行集中控制和管理，使船舶系統中的傳感器監測系統大大簡化。以上光纖傳感器的諸多優點使得其在船舶系統中的應用更加可行和廣泛。
二、磁致伸縮位移傳感器
1842年科學家James Prescott Joule發現，當鐵磁體受到外磁場作用而磁化時，鐵磁體的體積、形狀將發生變化，特別是鐵磁體在磁場方向上的長度會發生變化。這種磁效應稱為磁致伸縮。磁致伸縮位移傳感器就是利用磁致伸縮原理進行測量的新型位移傳感器，如圖3所示。利用兩個磁場，一個磁場來自活動磁環中的永磁鐵，另一個來自傳感器電子倉中的電子部件產生的激勵脈沖。激勵脈沖沿傳感器內用磁致伸縮材料制造的波導管以聲速傳播。當與磁環中的永磁場相交時，由于磁致伸縮現象，波導管即產生機械振動，并由之形成一個應變脈沖。傳感器中的感應電路隨即探測到應變脈沖。從產生激勵脈沖的一刻到應變脈沖被探測到總時間乘以固定的聲速，便能準確地計算出磁鐵的位置變化。將外部活動磁環與實際被檢測體安裝在一起，就是磁致伸縮位移傳感器了。
磁致伸縮位移傳感器的優點：磁致伸縮位移傳感器的測量過程是連續不斷的，每當磁環位置改變時，新的位置會迅速被測量出來，響應時間快；由于輸出信號是位移值，而且不需要再放大處理，所以不存在信號漂移或變值的情況，即使電源中斷、重接，數據也不會丟失，更不必像其他傳感器那樣需要定期重新標定；磁致伸縮位移傳感器中作為確定位置的活動磁環和敏感元件并無直接接觸，不存在摩擦和磨損，可應用在極惡劣的工業環境中，不易受油漬、溶液、塵埃或其他污染的影響，大大地提高了檢測的可靠性和使用壽命。另外，磁致伸縮位移傳感器還具有高精度、高分辨率、高穩定性、有效傳遞距離達1 km以上等優點。
船舶上許多地方需要利用位移傳感器，比如燃油油位檢測、艙底污水水位檢測、鍋爐水位檢測以及特殊船舶如散裝化學品運輸船的液艙液位遙測與溢流控制、油船的油位檢測與溢流控制等。另外船舶上諸多閥門也要進行開啟行程監測。目前，船舶上常用的傳統位移傳感器存在著測量精度低、重復性低、穩定性差、數據傳輸衰減快等缺陷。隨著船舶自動化程度的提高，對液位和閥門的檢測精度有著越來越高的要求，磁致伸縮位移傳感器在船舶上將有著非常廣泛的應用前景。
三、智能傳感器
智能傳感器作為21世紀影響力和發展前景的，正引起國內外電子信息界的高度重視，是一種發展前景十分廣闊的新型傳感器。所謂智能傳感器（intelligent sensor）就是一種帶微處理機的，兼有信息采集、信息檢測、信息處理、信息記憶、信息交換、邏輯思維與學習判斷功能的傳感器，其外形如圖5所示。它主要由基本傳感器、微處理器和相關電路組成。其最主要特征是將傳感器的信息檢測功能與微處理器的信息處理功能有機地融合在一起，具有一定的人工智能作用。
智能傳感器的主要特點有：
（1）具有自校零、自標定、自校正功能；
（2）具有自動補償功能；
（3）能夠自動采集數據，并對數據進行預處理；
（4）能夠自動進行檢驗、自選量程、自尋故障；
（5）具有數據存儲、記憶與信息處理功能；
（6）具有雙向通信、標準化數字輸出或者符號輸出功能；
（7）具有判斷、決策處理功能。
智能傳感器可以在船舶系統中用于流量、壓力、加速度、振動沖擊和溫濕度的測量。相比傳統傳感器，通過計算機軟件技術，智能傳感器可實現信息采集的高精度、高穩定性及可靠性、高分辨率以及較好的適應性和非常高的性價比，并且通過系統和網絡處理器可以使傳感器之間、傳感器與執行器之間、傳感器與系統之間進行良好的數據交換和共享，從而實現多傳感器的信息融合。
四、結語
隨著船舶產業的迅速發展和船舶自動化程度的提高，各種功能全、性能好、質量可靠、準確性高、測量范圍廣的新型傳感器將不斷地應用在船舶系統中，為龐大的日趨復雜的船舶系統提供更加及時可靠的監測信息，并結合計算機技術大大提高船舶的安全性和經濟性。
