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光纖傳感器的工作原理及特點

時間:2022-09-28 15:39:42來源:

導語:?在光纖傳感器中,光纖僅用作光傳輸介質(zhì),通過其他傳感元件完成對被測信號的傳感。傳感器中的輸出光纖和輸入光纖是不連續(xù)的,它們之間的調(diào)制器是光譜變化傳感元件或其他傳感元件。

  一個是透光(非功能)傳感器,另一個是傳感(功能)傳感器。在光纖傳感器中,光纖僅用作光傳輸介質(zhì),通過其他傳感元件完成對被測信號的傳感。傳感器中的輸出光纖和輸入光纖是不連續(xù)的,它們之間的調(diào)制器是光譜變化傳感元件或其他傳感元件。光纖傳感器的工作原理及特點?

  1.光纖傳感器的工作原理

  光纖是一種基于光的完全內(nèi)反射原理傳輸光波的介質(zhì)。它由高折射率的纖芯和包層組成。包層的折射率小于芯層,直徑約為0.1mm~0.2mm。當光線通過端面穿透核心并到達與包層的界面時,由于光線的完全內(nèi)部反射,光線會反射回核心層。通過持續(xù)反射,光可以沿著纖芯向前傳播,只有很小的衰減。光纖傳感器由光源、入射光纖、輸出光纖、光調(diào)制器、光檢測器和調(diào)制器組成。其基本原理是通過噴射光纖將光源的光傳輸?shù)秸{(diào)制區(qū)。光與調(diào)制區(qū)內(nèi)的外部測量參數(shù)相互作用,改變光的光學特性(如強度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)性等),成為調(diào)制信號光,然后通過噴射光纖傳輸?shù)焦怆娞綔y器和解調(diào)器,以獲得測量參數(shù)。光纖傳感器可用于遠程檢測物體。由于存在光纖損耗和色散,長距離光纖傳輸系統(tǒng)必須在線路的適當位置配備中間放大器,以處理和放大衰減和畸變的光脈沖信號。

  2.光纖傳感器的特點

  (1)高靈敏度

  由于光是一種波長很短的電磁波,它的光學長度是通過光的相位獲得的。以光纖干涉儀為例。由于所用光纖的直徑很小,當外部機械力或溫度變化很小時,光學長度會發(fā)生變化,從而導致較大的相位變化。如果使用10m光纖,l℃的變化會導致1000ard檢測到最小相位變化0,。01ard,因此可以測量的最小溫度變化為10℃,這表明它具有較高的靈敏度。

  (2)抗電磁干擾、電氣絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全

  由于光纖傳感器利用光波傳輸信息,光纖是一種電絕緣、耐腐蝕的傳輸介質(zhì),安全可靠,可方便有效地應(yīng)用于各種大型機電、石化、礦山等電磁干擾強、易燃易爆的惡劣環(huán)境中。

  (3)測量速度快

  光傳輸速度最快,可以傳輸二維信息,因此可以用于高速測量。雷達和其他信號。

  分析要求高檢測率,這很難用電子方法實現(xiàn)。這可以通過對光衍射現(xiàn)象進行高速光譜分析來解決。

  (4)信息容量大

  被測信號以光波為載波,光學頻率極高,所包含的頻帶很寬。同一根光纖可以傳輸多種信號。

  (5)適合惡劣環(huán)境

  光纖傳感器的工作原理及特點?光纖是一種耐高壓、耐腐蝕、耐電磁干擾的介質(zhì),可以在其他傳感器無法適應(yīng)的惡劣環(huán)境中使用。此外,光纖傳感器還具有重量輕、體積小、纏繞、測量對象廣、重復使用性好、成本低等特點。光傳輸速度最快,可以傳輸二維信息,可以用于高速測量。雷達和其他信號的分析要求高檢測率,而這很難用電子方法實現(xiàn)。這可以通過對光衍射現(xiàn)象進行高速光譜分析來解決。

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