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[导读]在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的光纤传感器,那么接下来让小编带领大家一起学习光纤传感器。

在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的光纤传感器,那么接下来让小编带领大家一起学习光纤传感器。

光纤传感器的分类

1、位调制型光纤传感器

其基本原理是:在被测能量场的作用下,光纤中光波的相位发生变化,然后利用干涉技术将相位变化转化为光强变化,从而检测出物理量被测量。相位调制光纤传感器的优点是灵敏度极高、动态测量范围大、响应速度快。缺点是对光源的要求比较高,对检测系统的精度要求比较高,所以成本也比较高。

2、度调制型光纤传感器

其基本原理是被测物理量引起光纤中传输光强的变化,通过检测光强的变化来实现被测测量。由恒定光源发出的一定强度的激光注入传感头。在传感头中,光强在被测信号的作用下发生变化,即受到外场的调制,使得输出光强的包络与被测信号的形状相同,而光电探测器测量的输出电流也以同样的方式调制。信号处理电路再次检测调制信号以获得测量信号。这种传感器的优点是结构简单、成本低、易于实现。因此,它的开发和应用较早。现已成功应用于位移、压力、表面粗糙度、加速度、间隙、力、液位、振动、辐射等测量。强度调制的方式很多,大致可分为反射式强度调制、透射式强度调制、光模强度调制、折射率和吸收系数强度调制等。一般将反射型强度调制、透射型强度调制、折射率强度调制称为外调制型,光模式称为内调制型。但由于原理的限制,容易受到光源波动和连接器损耗变化的影响,所以这种传感器只能用于干扰源较小的场合。

3、振态调制型光纤传感器

其基本原理是利用光偏振态的变化来传递被测物体的信息。光波是横波,其光矢量与传播方向垂直。如果光波的光矢量方向始终相同,但其大小随相位而变化,则这种光称为线偏振光。光矢量与光的传播方向所形成的平面就是线偏振光的振动平面。如果光矢量的大小保持不变,其方向绕传播方向匀速旋转,则光矢量末端的轨迹是一个圆,这种光称为圆偏振光。如果光矢量的大小和方向有规律地变化,并且光矢量的末端沿椭圆旋转,这种光称为椭圆偏振光。利用光波的偏振特性,可以制造偏振调制光纤传感器。在许多光纤系统中,尤其是那些包含单模光纤的系统中,偏振起着重要的作用。许多物理效应会影响或改变光的偏振态,有些效应会导致双折射。

4、长调制型光纤传感器

传统的波长调制光纤传感器是利用传感探头的光谱特性随外界物理量的变化而实现的。这种传感器大多是非功能性传感器。在波长调制光纤探头中,光纤只是简单地作为光导,即入射光被送到测量区域,返回的调制光被送到分析仪。光纤波长检测技术的关键是光源和光谱分析仪的良好性能,这对传感系统的稳定性和分辨率具有决定性影响。光纤波长调制技术主要应用于医学和化学领域。

5、率调制型光纤传感器

其基本原理是利用运动物体反射或散射光的多普勒频移效应来检测其运动速度,即光频与受光器与光源之间的运动状态有关。当它们相对静止时,它们接收光的振荡频率;当它们之间存在相对运动时,接收光的频率与其振荡频率发生偏移,频率偏移的大小与相对运动速度的大小和方向有关。因此,这类传感器多用于测量物体的速度。还有其他频率调制方法。例如,某些材料的吸收和荧光随外参数发生频率变化,量子相互作用引起的布里渊和拉曼散射也是一种频率调制现象。它的主要应用是测量流体流量。其他包括气体传感器,当物质受到强光照射时使用拉曼散射来测量气体浓度或监测大气污染;使用光致发光的温度传感器。

相信通过阅读上面的内容,大家对光纤传感器有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

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