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光纖傳感器的原理及分類
發布: 蚌埠精合 發布日期: 2021-07-15 點擊率: 58

    傳感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中,光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優異的性能,例如:具有抗電磁和原子輻射干擾的性能,徑細、質軟、重量輕的機械性能;絕緣、無感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能夠在人達不到的地方(如高溫區),或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

    光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器,使待測參數與進入調制區的光相互作用后,導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等)發生變化,稱為被調制的信號光,再過利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量。

1、光纖的結構
2、光纖的傳光原理
3、光纖傳感器工作原理
(1)功能型——利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成
(2)傳光型——光纖僅僅起傳輸光的作用,它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測量的變化。

光纖傳感器的測量原理有兩種:

 (1)物性型光纖傳感器原理,物性型光纖傳感器是利用光纖對環境變化的敏感性,將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應,即光纖在外界環境因素,如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時,其傳光特性,如相位與光強,會發生變化的現象。
因此,如果能測出通過光纖的光相位、光強變化,就可以知道被測物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型光纖傳感器。激光器的點光源光束擴散為平行波,經分光器分為兩路,一為基準光路,另一為測量光路。外界參數(溫度、壓力、振動等)引起光纖長度的變化和相位的光相位變化,從而產生不同數量的干涉條紋,對它的模向移動進行計數,就可測量溫度或壓等。
 (2)結構型光纖傳感器原理,結構型光纖傳感器是由光檢測元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測量電路所組成的測量系統。其中光纖僅作為光的傳播媒質,所以又稱為傳光型或非功能型光纖傳感器。

特點
一.靈敏度較高;
二.幾何形狀具有多方面的適應性,可以制成任意形狀的光纖傳感器;
三.可以制造傳感各種不同物理信息(聲、磁、溫度、旋轉等)的器件;
四.可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環境;
五.而且具有與光纖遙測技術的內在相容性。

    光纖傳感器的優點是與傳統的各類傳感器相比,光纖傳感器用光作為敏感信息的載體,用光纖作為傳遞敏感信息的媒質,具有光纖及光學測量的特點,有一系列獨特的優點。電絕緣性能好,抗電磁干擾能力強,非侵入性,高靈敏度,容易實現對被測信號的遠距離監控,耐腐蝕,防爆,光路有可撓曲性,便于與計算機聯接。
    傳感器朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展,它能夠在人達不到的地方(如高溫區或者對人有害的地區,如核輻射區),起到人的耳目作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

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