光纖傳感器原理與分類(lèi)
光纖傳感技術(shù)測量范圍
光纖傳感技術(shù)的研究始于20世紀70年代, 是光電技術(shù)領(lǐng)域最活躍的分支之一。作為被測量信號載體的光波和作為光波傳播媒質(zhì)的光纖, 具有一系列獨特的、其他載體和媒質(zhì)難以相比的優(yōu)點(diǎn), 例如:具有抗電磁和原子輻射干擾的性能;徑細、質(zhì)軟、質(zhì)量輕的機械性能;絕緣、無(wú)感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等。這些優(yōu)良性能使得光纖傳感器特別適用于易燃、易爆、空間嚴格受限制以及高溫、高壓、高濕、強電磁干擾等傳統電學(xué)傳感器不易發(fā)揮作用的場(chǎng)所及惡劣環(huán)境。光纖傳感技術(shù)可以對位移、速度、加速度、壓力、液位、流量、振動(dòng)、水聲、溫度、電壓、電流、磁場(chǎng)、濃度、核輻射、氣體組分等多達100多種物理參數進(jìn)行測量, 響應時(shí)間快、精度和可靠性高。
光纖傳感器是利用光導纖維的傳光特性, 把被測量 (溫度、應變、壓力、流量等) 轉換為光特性 (強度、相位、偏振態(tài)、頻率、波長(cháng)) 的傳感器。光纖傳感器構成如圖1所示。其基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)入射光纖送入傳感元件, 光在傳感元件內與外界被測量相互作用, 使光的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化而成為被調制的光信號, 再經(jīng)出射光纖送入解調儀而獲得被測參數。
光纖傳感器的類(lèi)型
光纖傳感器的種類(lèi)繁多, 同一種參量可以用不同類(lèi)型的傳感器來(lái)測量, 同一原理的傳感器又可以測量多種物理量。按照測量原理, 可將光纖傳感器分為強度調制型光纖傳感器、相位調制型光纖傳感器、頻率調制型光纖傳感器、波長(cháng)調制型光纖傳感器、偏振態(tài)調制型光纖傳感器。按照測量范圍, 其又可分為點(diǎn)式光纖傳感器、準分布式光纖傳感器、分布式光纖傳感器。
