光(guang)(guang)(guang)纖(xian)傳感器(qi)由光(guang)(guang)(guang)源、入(ru)射光(guang)(guang)(guang)纖(xian)、出射光(guang)(guang)(guang)纖(xian)、光(guang)(guang)(guang)調制器(qi)、光(guang)(guang)(guang)探測(ce)器(qi)以及解調制器(qi)組成。基本(ben)原理是將光(guang)(guang)(guang)源的(de)光(guang)(guang)(guang)經入(ru)射光(guang)(guang)(guang)纖(xian)送人調制區,光(guang)(guang)(guang)在調制區內與外界被測(ce)參數(shu)相互作(zuo)用(yong),使的(de)光(guang)(guang)(guang)學性質(如強度、波長、頻率、相位、偏正態等發(fa)生變化而成為被調制的(de)信號(hao)光(guang)(guang)(guang),再經出射光(guang)(guang)(guang)纖(xian)送入(ru)光(guang)(guang)(guang)探測(ce)器(qi)、解調器(qi)而獲得被測(ce)參數(shu)。
光(guang)纖傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)按(an)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)原理可(ke)分為兩類:一類是(shi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)光(guang)型(xing)(非(fei)功能(neng)型(xing))傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi),另一類是(shi)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)型(xing)(功能(neng)型(xing))傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。在傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)光(guang)型(xing)光(guang)纖傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)中(zhong)(zhong),光(guang)纖僅作為光(guang)的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)媒質,對(dui)被測信號(hao)的(de)感(gan)(gan)覺(jue)是(shi)靠其它(ta)敏感(gan)(gan)元(yuan)件來完(wan)成的(de),這種傳(chuan)(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)中(zhong)(zhong)出射光(guang)纖和入射光(guang)纖是(shi)不連續的(de),兩者之(zhi)間的(de)調制器(qi)是(shi)光(guang)譜變化(hua)的(de)敏感(gan)(gan)元(yuan)件或其它(ta)性質的(de)敏感(gan)(gan)元(yuan)件。
在傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)型(xing)光纖(xian)傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器中光纖(xian)兼有對被(bei)測(ce)信號(hao)的(de)敏感(gan)(gan)(gan)及光信號(hao)的(de)傳(chuan)輸作(zuo)用,將信號(hao)的(de)“感(gan)(gan)(gan)”和“傳(chuan)”合而為一,因此這類傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器中光纖(xian)是連續的(de)。由于(yu)這兩種傳(chuan)感(gan)(gan)(gan)器中光纖(xian)所起的(de)作(zuo)用不(bu)(bu)同(tong)(tong),對光纖(xian)的(de)要(yao)求也不(bu)(bu)同(tong)(tong)。
在(zai)傳(chuan)(chuan)光型(xing)傳(chuan)(chuan)感器中光纖(xian)只起傳(chuan)(chuan)光作用,采用通(tong)信光纖(xian)甚至普通(tong)的多模(mo)光纖(xian)就(jiu)能(neng)滿足要求,而敏感元件可以很(hen)靈活地(di)選用材料來實(shi)現,因此這類傳(chuan)(chuan)感器的靈敏度可以做得很(hen)高(gao),但(dan)需(xu)要較(jiao)多的光耦合器件,結構(gou)較(jiao)復雜。
傳(chuan)(chuan)感型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖傳(chuan)(chuan)感器的(de)結構相對(dui)來說比(bi)較(jiao)(jiao)簡單,可少(shao)用(yong)(yong)一(yi)些(xie)耦(ou)合器件(jian),但對(dui)光(guang)(guang)(guang)纖的(de)要(yao)求較(jiao)(jiao)高(gao),往往需(xu)采用(yong)(yong)對(dui)被測信號(hao)敏感、傳(chuan)(chuan)輸特(te)(te)性又(you)好的(de)特(te)(te)殊光(guang)(guang)(guang)纖。目前(qian)為止(zhi),實際中大多數采用(yong)(yong)前(qian)者,但隨(sui)著光(guang)(guang)(guang)纖制造工藝的(de)改進,傳(chuan)(chuan)感型(xing)光(guang)(guang)(guang)纖傳(chuan)(chuan)感器也必將得(de)到廣泛(fan)的(de)應用(yong)(yong)。
按光在(zai)光纖中被調(diao)(diao)制(zhi)的原(yuan)理不同,光纖傳感器可分為(wei)(wei):強度調(diao)(diao)制(zhi)型(xing)(xing)、相位調(diao)(diao)制(zhi)型(xing)(xing)、偏振態調(diao)(diao)制(zhi)型(xing)(xing)、頻率調(diao)(diao)制(zhi)型(xing)(xing)、波長調(diao)(diao)制(zhi)型(xing)(xing)等。迄令為(wei)(wei)止,光纖傳感器能(neng)夠測定的物理量已達(da)七十多種。
與傳(chuan)統的傳(chuan)感器相(xiang)比,光(guang)纖(xian)傳(chuan)感器具有獨特的優(you)點:
(1)靈敏度高
由于(yu)光(guang)是一種波(bo)長(chang)極短(duan)的(de)電磁(ci)波(bo),通過光(guang)的(de)相位(wei)便得(de)到其光(guang)學(xue)長(chang)度(du)。以光(guang)纖(xian)干涉儀為(wei)例,由于(yu)所使用的(de)光(guang)纖(xian)直(zhi)徑很(hen)小(xiao),受到微小(xiao)的(de)機械外力的(de)作(zuo)用或溫(wen)度(du)變化時其光(guang)學(xue)長(chang)度(du)要發(fa)生變化,從(cong)而(er)引(yin)起較大的(de)相位(wei)變化
假設用(yong)10米的(de)光纖,1℃的(de)變(bian)(bian)化(hua)引起(qi)1000ard的(de)相(xiang)位變(bian)(bian)化(hua),若(ruo)能夠檢測出(chu)的(de)min相(xiang)位變(bian)(bian)化(hua)為0.01ard,那(nei)么所(suo)能測出(chu)的(de)min溫度變(bian)(bian)化(hua)為l0℃,可見其靈敏度之(zhi)高.
(2)抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質安全
由(you)于(yu)光纖(xian)傳(chuan)感器是利用(yong)光波傳(chuan)輸信息,而(er)光纖(xian)又是電絕(jue)緣、耐腐蝕的(de)傳(chuan)輸媒質,并(bing)且(qie)安全可靠,這使它可以方便有效(xiao)地用(yong)于(yu)各種大型機電、石(shi)油化工、礦井等強電磁干擾和(he)易燃易爆等惡劣(lie)環境中(zhong)。
(3)測量速度快
光的傳播速(su)(su)度 快且能傳送(song)二維信息(xi),因此可用(yong)于高速(su)(su)測量。對(dui)雷達等(deng)信號的分析要求具有高的檢測速(su)(su)率,應用(yong)電子學的方法難以實(shi)現(xian),利用(yong)光的衍(yan)射現(xian)象的高速(su)(su)頻(pin)譜分析便可解決。
(4)信息容量大
被測信號(hao)以光波為(wei)載體,而光的頻(pin)率高(gao),所容納的頻(pin)帶很(hen)寬,同一(yi)根光纖(xian)可以傳翰(han)多路信號(hao)。
(5)適用于惡劣環境
光纖(xian)是一種電(dian)介質,耐高壓、耐腐(fu)蝕、抗電(dian)磁(ci)干擾,可(ke)用于其它(ta)傳(chuan)(chuan)感器所(suo)不適應的惡(e)劣環境中。此外,光纖(xian)傳(chuan)(chuan)感囂還(huan)具(ju)有質量(liang)輕(qing)、體(ti)積小、可(ke)繞曲(qu)、測量(liang)對象(xiang)廣泛、復用性好、成本(ben)低等特點。
(來源(yuan):網(wang)站,版權歸原(yuan)作者)