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光纖傳感器利用光纖進(jìn)行傳感和傳輸
光纖傳感器利用光纖進(jìn)行傳感和傳輸,本質(zhì)無源、體積小、重量輕、無電磁干擾問題。一根光纖可串聯(lián)多支傳感器,配合解調(diào)系統(tǒng),可進(jìn)行數(shù)百只傳感器的大規(guī)模組網(wǎng)應(yīng)用。目前光纖傳感器在國內(nèi)的市場已經(jīng)達(dá)到幾千萬元的年產(chǎn)值,其增長速度遠(yuǎn)高于傳感器產(chǎn)業(yè)的平均增速。光纖傳感器目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油石化、電力、消防、土木工程、水利工程、現(xiàn)代交通等領(lǐng)域。
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(shí),其傳光特性,如相位與光強(qiáng),會發(fā)生變化的現(xiàn)象。
光纖傳感器原理就是把來自光源的光通過光纖來傳送到調(diào)制器里邊,以便于待測參數(shù)和進(jìn)入到調(diào)制區(qū)的光可以相互作用,這樣一來光的光學(xué)性質(zhì)就會發(fā)生變化,即稱為被調(diào)制的信號光,再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響來完成測量工作。換一種說法就是光纖傳感器主要作為人們的耳目去接收人的感官所感受不到的外界信息,所以它經(jīng)常被使用在檢測這方面的工作上。
事實(shí)上,光纖傳感器如果按照它的測量原理又可以劃分為兩種。一種就是專門利用光纖對環(huán)境變化的敏感性,可以把輸入物理量變換為調(diào)制的光信號,它的工作原理就是利用光纖的光調(diào)制效應(yīng),只要通過測量的光纖的光相位、光強(qiáng)變化就能夠知道被測量物理量的變化了。而另一種就是由光檢測元件和光纖傳輸回路所組成的測量系統(tǒng),在這里光纖僅僅是光的傳播媒介而已,所以又被稱為結(jié)構(gòu)型光纖傳感器。