光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類

可見,光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較，在測量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)—電測量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學(xué)測量為基礎(chǔ)。 光是一種電磁波，其波長從極遠(yuǎn)紅外的lmm到極遠(yuǎn)紫外線的10nm。它的物理作用和生物化學(xué)作用主要因其中的電場而引起。因此，討論光的敏感測量必須考慮光的電矢量E的振動，即光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類

A——電場E的振幅矢量；ω——光波的振動頻率；φ——光相位；t——光的傳播時間?？梢?，只要使光的強(qiáng)度、偏振態(tài)(矢量A的方向)、頻率和相位等參量之一隨被測量狀態(tài)的變化而變化，或受被測量調(diào)制，那么，通過對光的強(qiáng)度調(diào)制、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制等進(jìn)行解調(diào)，獲得所需要的被測量的信息。

我國光纖傳感器企業(yè)現(xiàn)狀

僅就光纖傳感技術(shù)而言，中國學(xué)者所取得的成就已經(jīng)很接近世界先進(jìn)水平，差距在不斷縮小中。過去幾年，包括南京大學(xué)，深圳中科傳感，無錫聯(lián)河，珠海光辰在內(nèi)，許多學(xué)校和企業(yè)都擁有了全套的光纖傳感解調(diào)方案。在光纖傳感系統(tǒng)的核心部件上，包括廈門彼格的窄帶光源，世維通的鈮酸鋰波導(dǎo)，以及長飛，長盈通保偏光纖，先品耐高溫耐輻射特種光纖及相關(guān)的器件方面都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。以往光纖傳感系統(tǒng)里比較前沿的OFDR(江蘇昂德)，BOTDR(暨南大學(xué)，上海交大等)等國內(nèi)已經(jīng)有許多機(jī)構(gòu)可以開發(fā)。

光纖傳感在領(lǐng)域存在龐大的市場需求

領(lǐng)域 光纖傳感在領(lǐng)域同樣存在龐大的市場需求。軍事應(yīng)用的光纖傳感器可用于水聲探潛（光纖水聽器）、光纖鍘導(dǎo)、姿態(tài)控制（光纖陀螺）、航天航空器的結(jié)構(gòu)損傷探測（智能蒙皮）以及戰(zhàn)場環(huán)境的探測等方面。 在航天航空領(lǐng)域中，戰(zhàn)術(shù)用光纖陀螺制導(dǎo)。光纖陀螺還可以應(yīng)用于雷達(dá)無人控制直升機(jī)的姿態(tài)控制。 光電探測器輸出的光信號經(jīng)放大后由熒光信號處理系統(tǒng)處理, 計(jì)算熒光壽命并由此得到所測溫度值。 而在高溫區(qū)（400℃以上）, 輻射信號足夠強(qiáng), 輻射測溫系統(tǒng)工作, 發(fā)光二極管關(guān)閉。 輻射信號通過藍(lán)寶石光纖并通過Y型光纖輸出, 由探測器轉(zhuǎn)換成電信號, 系統(tǒng)通過檢測輻射信號強(qiáng)度計(jì)算得到所測溫度。 光纖傳感頭端部由Cr3 離子摻雜, 實(shí)現(xiàn)光激勵時的熒光發(fā)射。 摻雜部分光纖長度為8～10 mm。 端部光纖的外表面同時鍍覆黑體腔, 用于輻射測溫。 (這時,光纖黑體腔長度與直徑之比大于10,可以滿足黑體腔表觀輻射率恒定的要求)。 值得注意的是, 避免或減少熒光發(fā)射部分與熱輻射部分的相互干擾, 對保證整個系統(tǒng)的性能十分重要。

幾何形狀有多方面的適應(yīng)性

幾何形狀有多方面的適應(yīng)性，可構(gòu)成任意形狀的光纖傳感器。

傳輸頻帶寬。光纖的帶寬距離乘積為30MHz?km?10GHz?km。

光纖傳感器無可動部分、無電源，是一個電氣無源系統(tǒng)。

此外，光纖還有耐水性好、抗腐蝕性強(qiáng)、可高密度傳輸數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。利用光纖能構(gòu)成種類繁多的傳感器，故有人稱光纖傳感器是傳感器。它可測量許多物理量，應(yīng)用范圍遍布軍事、民用、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。