拾光型光纖傳感器結(jié)構(gòu)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(cè)對(duì)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(jì)、輻射式光纖溫度傳感器等。

光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類

根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式

形式：強(qiáng)度調(diào)制型、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。

1）強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器

是一種利用被測(cè)對(duì)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(dǎo)致光強(qiáng)度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)敏感測(cè)量的傳感器。有利用光纖的微彎損耗；各物質(zhì)的吸收特性；振動(dòng)膜或液晶的反射光強(qiáng)度的變化；物質(zhì)因各種粒子射線或化學(xué)、機(jī)械的激勵(lì)而發(fā)光的現(xiàn)象；以及物質(zhì)的熒光輻射或光路的遮斷等來(lái)構(gòu)成壓力、振動(dòng)、溫度、位移、氣體等各種強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，成本低。

缺點(diǎn)：受光源強(qiáng)度波動(dòng)和連接器損耗變化等影響較大 。

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

頻率調(diào)制光纖傳感器 是一種利用單色光射到被測(cè)物體上反射回來(lái)的光的頻率發(fā)生變化來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感器。有利用運(yùn)動(dòng)物體反射光和散射光的效應(yīng)的光纖速度、流速、振動(dòng)、壓力、加速度傳感器；利用物質(zhì)受強(qiáng)光照射時(shí)的喇曼散射構(gòu)成的測(cè)量氣體濃度或監(jiān)測(cè)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(yīng)用 光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)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(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號(hào)光，在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。

光纖傳感器由光源、入射光纖、出射光纖、光調(diào)制器、光探測(cè)器以及解調(diào)制器組成?；驹硎菍⒐庠吹墓饨?jīng)入射光纖送人調(diào)制區(qū),光在調(diào)制區(qū)內(nèi)與外界被測(cè)參數(shù)相互作用,使的光學(xué)性質(zhì)(如強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等發(fā)生變化而成為被調(diào)制的信號(hào)光,再經(jīng)出射光纖送入光探測(cè)器、解調(diào)器而獲得被測(cè)參數(shù)。

傳感型光纖傳感器的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,可少用一些耦合器件,但對(duì)光纖的要求較高,往往需采用對(duì)被測(cè)信號(hào)敏感、傳輸特性又好的特殊光纖。目前為止,實(shí)際中大多數(shù)采用前者,但隨著光纖制造工藝的改進(jìn),傳感型光纖傳感器也必將得到廣泛的應(yīng)用。

光纖傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高由于光是一種波長(zhǎng)極短的電磁波,通過(guò)光的相位便得到其光學(xué)長(zhǎng)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(jī)械外力的作用或溫度變化時(shí)其光學(xué)長(zhǎng)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(lái)自光源的光通過(guò)光纖來(lái)傳送到調(diào)制器里邊，以便于待測(cè)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(lái)光的光學(xué)性質(zhì)就會(huì)發(fā)生變化，即稱為被調(diào)制的信號(hào)光，再利用被測(cè)量對(duì)光的傳輸特性施加的影響來(lái)完成測(cè)量工作。換一種說(shuō)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(cè)這方面的工作上。

事實(shí)上，光纖傳感器如果按照它的測(cè)量原理又可以劃分為兩種。一種就是專門(mén)利用光纖對(duì)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(hào)，它的工作原理就是利用光纖的光調(diào)制效應(yīng)，只要通過(guò)測(cè)量的光纖的光相位、光強(qiáng)變化就能夠知道被測(cè)量物理量的變化了。而另一種就是由光檢測(cè)元件和光纖傳輸回路所組成的測(cè)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。