光纖傳感器通過(guò)光導(dǎo)纖維把輸入變量轉(zhuǎn)換成調(diào)制的光信號(hào)。光纖傳感器的測(cè)量原理有兩種。其一是物性型光纖傳感器原理,物性型光纖傳感器是利用光纖對(duì)環(huán)境變化的敏感性,它能檢測(cè)到環(huán)境里面的細(xì)小變化,將輸入物理量變換為調(diào)制的光信號(hào)。其工作原理基于光纖的光調(diào)制效應(yīng),即光纖在外界環(huán)境因素,如溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等等發(fā)生改變時(shí),其傳光特性,如相位與光強(qiáng),會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象,光纖傳感器就是利用這種原理顯示出不一樣的效果。
因此,如果能測(cè)出通過(guò)光纖的光相位、光強(qiáng)變化,就可以知道被測(cè)物理量的變化。這類(lèi)傳感器又被稱(chēng)為敏感元件型或功能型光纖傳感器。激光器的點(diǎn)光源光束擴(kuò)散為平行波,經(jīng)分光器分為兩路,一為基準(zhǔn)光路,另一為測(cè)量光路。外界參數(shù)(溫度、壓力、振動(dòng)等)引起光纖長(zhǎng)度的變化和相位的光相位變化,從而產(chǎn)生不同數(shù)量的干涉條紋,有了不同的干涉條紋,才能開(kāi)始對(duì)它的模向移動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù),就可測(cè)量溫度或壓等。
光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)是與傳統(tǒng)的各類(lèi)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(zhì),具有光纖及光學(xué)測(cè)量的特點(diǎn),有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。比如用了光纖的傳感器,它的電絕緣性能好,抗電磁干擾能力強(qiáng),非侵入性,高靈敏度,容易實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控,耐腐蝕,防爆,光路有可撓曲性,便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)接。
其次是結(jié)構(gòu)型光纖傳感器原理,結(jié)構(gòu)型光纖傳感器是由光檢測(cè)元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測(cè)量電路所組成的測(cè)量系統(tǒng)。其中光纖僅作為光的傳播媒質(zhì),只負(fù)責(zé)對(duì)事物進(jìn)行傳遞,也稱(chēng)之為傳光型或非功能型光纖傳感器。
光纖傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,精美大方,體積小,重量輕,耗電少等。光纖傳感器在軍事方面、航空方面、醫(yī)學(xué)方面、環(huán)境監(jiān)測(cè)方面、土木工程方面、電子系統(tǒng)方面等很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,尤其適用于以下特殊環(huán)境,這就使得很多之前不能解決的問(wèn)題,都能得到很好的解決:在高壓、電磁感應(yīng)噪音條件下進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)試,在危險(xiǎn)和環(huán)境惡劣條件下能克服各種條件的測(cè)試,在機(jī)器設(shè)備內(nèi)部的狹小間隙中也能輕快的測(cè)試,在遠(yuǎn)距離的傳輸中依然能收到信號(hào)的測(cè)試,光纖傳感器的分類(lèi)和可測(cè)量的物理量,還有按照所利用的不同的光學(xué)現(xiàn)象,光纖傳感器還可以分為干涉型和非干涉型,可通過(guò)相位,頻率,強(qiáng)度和偏振調(diào)制等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)不同物理量的測(cè)量。
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