光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類

光纖傳感器

光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的電信號(hào)的裝置。它的電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導(dǎo)線連接，見(jiàn)圖(a)。光纖傳感器則是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光、信號(hào)處理系統(tǒng)以及光纖構(gòu)成。

由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。這時(shí)，光的某一性質(zhì)受到被測(cè)量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，后經(jīng)信號(hào)處理得到所期待的被測(cè)量。

統(tǒng)控制信息無(wú)法獲得,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無(wú)法正常有效的工作

統(tǒng)控制的信息就無(wú)法獲得,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)就無(wú)法正常有效的工作。我國(guó)傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在: (1)先進(jìn)的計(jì)算、模擬和設(shè)計(jì)方法; (2)先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)與設(shè)備; (3)先進(jìn)的封裝技術(shù)與設(shè)備; 溫度是冶金、鋼鐵、焊接、化工等行業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制和確保順利生產(chǎn)的重要參數(shù)，傳統(tǒng)的測(cè)溫方法有熱電偶法和光學(xué)高溫計(jì)法，熱電偶法是接觸式測(cè)溫，如用鉑銠熱電偶，鎢錸熱電偶等，探頭置于被測(cè)環(huán)境中，溫差電壓經(jīng)電路轉(zhuǎn)換后在儀表上直接顯示溫度，高溫?zé)Y(jié)爐多用這種方法，這些溫度傳感器盡管操作方便，性能穩(wěn)定，但是因?yàn)榻佑|式測(cè)溫，熱電偶冷熱端距離遠(yuǎn)，體積大，而且采用稀有的貴重金屬，造價(jià)昂貴，使用壽命短， 光學(xué)高溫計(jì)法是接觸式測(cè)溫，通過(guò)比較輻射源的色溫和燈絲色溫來(lái)測(cè)定溫度，或者發(fā)射一激光束，通過(guò)被測(cè)體的反射束來(lái)測(cè)溫而光纖溫度傳感器較其它測(cè)溫儀具有測(cè)量精度高，抗電磁干擾，體積小，可自由彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于，空間狹小，直接瞄準(zhǔn)有困難的場(chǎng)合，因而受到了廣泛地重視。

光纖傳感器已被廣泛應(yīng)用于、電力、石油、建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域

光纖傳感器已被廣泛應(yīng)用于、電力、石油、建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感器將與無(wú)線傳感技術(shù)一起在物聯(lián)網(wǎng)中起到更為重要的作用。

1、油氣應(yīng)用

光纖傳感器可以克服惡劣的井下環(huán)境取代傳統(tǒng)的電子傳感器，實(shí)現(xiàn)油井的持氣率、含水率、壓力、溫度、多相流和聲波的測(cè)量。目前在石油測(cè)井系統(tǒng)中主要應(yīng)用的是非本征光纖F-P腔傳感器。

國(guó)內(nèi)陸上油田以新疆克拉瑪依和遼河油田為代表，已經(jīng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。在國(guó)內(nèi)，包括山東激光所在內(nèi)，很多機(jī)構(gòu)都在和石油公司開(kāi)展光纖傳感方面的合作研究。

光纖傳感器中光纖本身就是敏感元件，直接接受外界的被測(cè)量。根據(jù)光纖在傳感器中的作用，可分為功能型光纖傳感器、非功能型光纖傳感器和拾光型光纖傳感器為功能型光纖傳感器。功能型光纖傳感器中的光纖本身可以感受被測(cè)量，光在光纖內(nèi)部傳遞時(shí)，被測(cè)量使光纖的特性發(fā)生變化，光信號(hào)被光纖測(cè)量、調(diào)制。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊、靈敏度高;缺點(diǎn)是需要使用特殊光纖，成本比較高，常見(jiàn)的應(yīng)用有光纖水聽(tīng)器等。