光纖傳感器的功能特點
光纖傳感器是一種將被測對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號的傳感器。光纖傳感器技術(shù)建立在光纖、光通信和光電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來,電磁干擾和腐蝕作用對它的影響很小,它能適應(yīng)各種惡劣的氣象環(huán)境,無需額外的電源進行供電,就能長距離的進行傳輸,目前已成為傳感器行業(yè)的研究熱點。
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。
光纖傳感器的優(yōu)點是,與傳統(tǒng)傳感器相比,光纖傳感器利用光作為敏感信息的載體,光纖作為傳輸敏感信息的介質(zhì)。它具有光纖和光學(xué)測量的特點,具有一系列獨特的優(yōu)勢。電絕緣性能好、抗電磁干擾能力強、不入侵、靈敏度高、易于實現(xiàn)被測信號的遠程監(jiān)控、耐腐蝕、防爆、光路靈活、與計算機連接方便。
靈敏度高;幾何形狀具有多種適應(yīng)性,可制成任何形狀的光纖傳感器;可以制造用于感測各種物理信息的設(shè)備;可用于高電壓、電噪聲、高溫、腐蝕、或其他惡劣環(huán)境。而且與光纖遙測技術(shù)有著內(nèi)在的兼容性。這是光纖傳感器的顯著特點。它可以朝著靈敏度、精度、適應(yīng)性、緊湊、智能的方向發(fā)展,可以在人不能到達的地方接收人的感官感覺不到的外界信息。
光纖傳感器根據(jù)光受被測對象的調(diào)制形式可以分為:強度調(diào)制型、偏振態(tài)制型、相位制型、頻率制型;根據(jù)光是否發(fā)生干涉可分為:干涉型和非干涉型;根據(jù)是否能夠隨距離的增加連續(xù)地監(jiān)測被測量可分為:分布式和點分式;根據(jù)光纖在傳感器中的作用可以分為:功能型和非功能型又稱為傳光型傳感器。
當光纖傳感器在檢測氣體時,主要是借助光的光學(xué)特性來進行測量,而具體的測量過程是比較繁雜的,通常分為物性型光纖傳感器原理、結(jié)構(gòu)型光纖傳感器原理兩種測量原理。
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),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。
結(jié)構(gòu)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(tǒng)。其中光纖僅作為光的傳播媒質(zhì),所以又稱為傳光型或非功能型光纖傳感器。
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