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光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類
光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類 非功能型(或稱傳光型)光纖傳感器 光纖僅起導(dǎo)光作用,只"傳"不"感",對外界信息的"感覺"功能依靠其他物理性質(zhì)的功能元件完成。光纖不連續(xù)。此類光纖傳感器無需特殊光纖及其他特殊技術(shù),比較容易實現(xiàn),成本低。但靈敏度也較低,用于對靈敏度要求不太高的場合。通常有利用光彈效應(yīng)的聲、壓力或振動傳感器;利用磁致伸縮效應(yīng)的電流、磁場傳感器;利用電致伸縮的電場、電壓傳感器以及利用光纖賽格納克(Sagnac)效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角速度傳感器(光纖陀螺)等。這類傳感器的靈敏度很高。但由于須用特殊光纖及檢測系統(tǒng),因此成本高。
偏振調(diào)制光纖傳感器是一種利用光偏振態(tài)變化來傳遞被測對象
偏振調(diào)制光纖傳感器
是一種利用光偏振態(tài)變化來傳遞被測對象信息的傳感器。有利用光在磁場中媒質(zhì)內(nèi)傳播的法拉第效應(yīng)做成的電流、磁場傳感器;利用光在電場中的壓電晶體內(nèi)傳播的泡爾效應(yīng)做成的電場、電壓傳感器;利用物質(zhì)的光彈效應(yīng)構(gòu)成的壓力、振動或聲傳感器;以及利用光纖的雙折射性構(gòu)成溫度、壓力、振動等傳感器。這類傳感器可以避免光源強(qiáng)度變化的影啊,因此靈敏度高。
光纖傳感器的基本工作原理
光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器,使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調(diào)制的信號光,再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量。
光纖傳感器的測量原理有兩種:
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(huán)境變化的敏感性,將輸入物理量變換為調(diào)制的光信號。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、磁場等等改變時,其傳光特性,如相位與光強(qiáng),會發(fā)生變化的現(xiàn)象。
光纖傳感器的特點有哪些?
光纖傳感器的特點:
1. 因反射體中使用了棱鏡,所以與通用的反射型光控傳感器器相比,其檢測性能更高、更可靠。
2. 與分離式光控傳感器相比,電路連接更簡單容易。
3. 子母扣嵌入式的設(shè)計,安裝更為簡單。
光纖傳感器的優(yōu)點是與傳統(tǒng)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(zhì),具有光纖及光學(xué)測量的特點,有一系列獨特的優(yōu)點。電絕緣性能好,抗電磁干擾能力強(qiáng),非侵入性,高靈敏度,容易實現(xiàn)對被測信號的遠(yuǎn)距離監(jiān)控,耐腐蝕,防爆,光路有可撓曲性,便于與計算機(jī)聯(lián)接。
傳感器朝著靈敏、、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展,它能夠在人達(dá)不到的地方(如高溫區(qū)或者對人有害的地區(qū),如區(qū)),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。