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拾光型光纖傳感器結構原理及分類

拾光型光纖傳感器

用光纖作為探頭，接收由被測對象輻射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纖激光速度計、輻射式光纖溫度傳感器等。

光纖傳感器結構原理及分類

根據(jù)光受被測對象的調制形式

形式：強度調制型、偏振調制、頻率調制、相位調制。

1）強度調制型光纖傳感器

是一種利用被測對象的變化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等參數(shù)的變化，而導致光強度變化來實現(xiàn)敏感測量的傳感器。有利用光纖的微彎損耗；各物質的吸收特性；振動膜或液晶的反射光強度的變化；物質因各種粒子射線或化學、機械的激勵而發(fā)光的現(xiàn)象；以及物質的熒光輻射或光路的遮斷等來構成壓力、振動、溫度、位移、氣體等各種強度調制型光纖傳感器。

優(yōu)點：結構簡單、容易實現(xiàn)，成本低。

缺點：受光源強度波動和連接器損耗變化等影響較大 。

頻率調制光纖傳感器是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來

頻率調制光纖傳感器 是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來進行監(jiān)測的傳感器。有利用運動物體反射光和散射光的效應的光纖速度、流速、振動、壓力、加速度傳感器；利用物質受強光照射時的喇曼散射構成的測量氣體濃度或監(jiān)測大氣污染的氣體傳感器；以及利用光致發(fā)光的溫度傳感器等。 光纖傳感器的原理與應用 光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調制器，使待測參數(shù)與進入調制區(qū)的光相互作用后，導致光的光學性質（如光的強度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調制的信號光，在經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調后，獲得被測參數(shù)。

光纖傳感器由光源、入射光纖、出射光纖、光調制器、光探測器以及解調制器組成。基本原理是將光源的光經(jīng)入射光纖送人調制區(qū),光在調制區(qū)內與外界被測參數(shù)相互作用,使的光學性質(如強度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等發(fā)生變化而成為被調制的信號光,再經(jīng)出射光纖送入光探測器、解調器而獲得被測參數(shù)。

傳感型光纖傳感器的結構相對來說比較簡單,可少用一些耦合器件,但對光纖的要求較高,往往需采用對被測信號敏感、傳輸特性又好的特殊光纖。目前為止,實際中大多數(shù)采用前者,但隨著光纖制造工藝的改進,傳感型光纖傳感器也必將得到廣泛的應用。

光纖傳感器具有獨特的優(yōu)點：靈敏度高由于光是一種波長極短的電磁波,通過光的相位便得到其光學長度。以光纖干涉儀為例,由于所使用的光纖直徑很小,受到微小的機械外力的作用或溫度變化時其光學長度要發(fā)生變化,從而引起較大的相位變化

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制器里邊，以便于待測參數(shù)和進入到調制區(qū)的光可以相互作用，這樣一來光的光學性質就會發(fā)生變化，即稱為被調制的信號光，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制的光信號，它的工作原理就是利用光纖的光調制效應，只要通過測量的光纖的光相位、光強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，所以又被稱為結構型光纖傳感器。