光纖傳感器的原理是什么
光(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)感器的(de)基本工(gong)作(zuo)原理是將來自光(guang)(guang)源的(de)光(guang)(guang)經過光(guang)(guang)纖(xian)送入調制器,使待測參數(shu)與進入調制區(qu)的(de)光(guang)(guang)相互作(zuo)用(yong)(yong)后,導致光(guang)(guang)的(de)光(guang)(guang)學性(xing)(xing)質(如光(guang)(guang)的(de)強度、波長、頻(pin)率、相位(wei)、偏振態等)發生變化(hua),稱為被調制的(de)信(xin)號光(guang)(guang),再利用(yong)(yong)被測量對光(guang)(guang)的(de)傳(chuan)輸特性(xing)(xing)施加的(de)影響,完成(cheng)測量。
光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感器的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)原理(li)有兩種,物性型光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感器是利用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)對環境變化的(de)(de)敏感性,將輸入物理(li)量(liang)(liang)變換為(wei)調(diao)制的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)信號。其工(gong)作(zuo)原理(li)基于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)調(diao)制效應,即光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)在外(wai)界環境因素,如溫度、壓力、電場(chang)、磁場(chang)等等改變時,其傳(chuan)光(guang)(guang)(guang)(guang)特(te)性,如相位與光(guang)(guang)(guang)(guang)強(qiang),會發生變化的(de)(de)現象。結構型光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感器是由光(guang)(guang)(guang)(guang)檢(jian)測(ce)元(yuan)(yuan)件(敏感元(yuan)(yuan)件)與光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)輸回路(lu)(lu)及(ji)測(ce)量(liang)(liang)電路(lu)(lu)所(suo)組(zu)成的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)系(xi)統,其中光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)僅作(zuo)為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)傳(chuan)播媒質,所(suo)以又(you)稱為(wei)傳(chuan)光(guang)(guang)(guang)(guang)型或非功能(neng)型光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)感器。
光纖傳感器有哪些特點
1、靈(ling)敏度(du)(du)高,由于光(guang)是(shi)一種波長極短的(de)電磁波,通過光(guang)的(de)相(xiang)(xiang)位便得到其光(guang)學長度(du)(du)。以光(guang)纖(xian)干涉儀為(wei)例,由于所(suo)使(shi)用的(de)光(guang)纖(xian)直徑很小(xiao),受到微小(xiao)的(de)機(ji)械外(wai)力的(de)作用或溫(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)時其光(guang)學長度(du)(du)要(yao)發生(sheng)變(bian)化(hua),從而引起較大的(de)相(xiang)(xiang)位變(bian)化(hua)。假設(she)用10米的(de)光(guang)纖(xian),1℃的(de)變(bian)化(hua)引起1000ard的(de)相(xiang)(xiang)位變(bian)化(hua),若能夠檢測出的(de)最小(xiao)相(xiang)(xiang)位變(bian)化(hua)為(wei)0.01ard,那么所(suo)能測出的(de)最小(xiao)溫(wen)度(du)(du)變(bian)化(hua)為(wei)l0℃,可(ke)見(jian)其靈(ling)敏度(du)(du)之高。
2、光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)器具有(you)抗電磁干擾、電絕緣(yuan)、耐(nai)腐蝕(shi)、本質安(an)全等特點(dian),能用于(yu)惡(e)劣環境(jing)。由(you)于(yu)光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)器是利用光(guang)波傳(chuan)(chuan)輸(shu)信(xin)息,而光(guang)纖(xian)(xian)又是電絕緣(yuan)、耐(nai)腐蝕(shi)的(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)媒質,并且安(an)全可靠(kao),這使它可以方便有(you)效地(di)用于(yu)各種大型機電、石油(you)化工、礦井等強電磁干擾和(he)易(yi)燃易(yi)爆等惡(e)劣環境(jing)中。
3、測(ce)量(liang)速(su)(su)度快,光的傳播(bo)速(su)(su)度最快且能傳送二維(wei)信息,因此可(ke)用(yong)于高速(su)(su)測(ce)量(liang)。對雷達(da)等信號的分析要求具有極(ji)高的檢測(ce)速(su)(su)率,應用(yong)電子學的方法難以實現,利用(yong)光的衍射現象的高速(su)(su)頻(pin)譜分析便可(ke)解決(jue)。
4、信息容(rong)量大,被測信號以光波為載體,而光的頻率極(ji)高,所容(rong)納的頻帶很(hen)寬(kuan),同一根光纖可以傳輸多路信號。
5、光纖(xian)傳感(gan)器還具有質(zhi)量(liang)輕、體積小、可繞(rao)曲、測(ce)量(liang)對象廣(guang)泛、復用性好、成本低等特點。
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