近年來(lái),
傳感器朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中,
光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能,徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能;絕緣、無(wú)感應(yīng)的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等,它能夠在人達(dá)不到的地方(如高溫區(qū)或者對(duì)人有害的地區(qū),如核輻射區(qū)),起到人的耳目作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
($UUgjv F O\=Zo9(NHF 基本工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
3H>\hZ rOYYZ)Qw 光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自
光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器,使待測(cè)
參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的
光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、
波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調(diào)制的信號(hào)光,在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器,經(jīng)解調(diào)后,獲得被測(cè)參數(shù)。
Zf??/+[ 1jBIi 光纖傳感器的應(yīng)用于對(duì)磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的測(cè)量。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣,幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活,尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用,解決了許多行業(yè)多年來(lái)一直存在的技術(shù)難題,具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:
jc!V|w^ !"hzGgOOX 1.城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中,用于測(cè)試應(yīng)力松馳、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力,從而評(píng)估橋梁短期施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
yP` K [/ 5K&A2zC| 2.在電力
系統(tǒng),需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù),如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等,由于電類傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾,無(wú)法在這類場(chǎng)合中使用,只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù),分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普遍光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn),還具有對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布傳感能力,利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)溫度,定位
精度可達(dá)米的量級(jí),測(cè)量精度可達(dá)1度的水平,非常適用大范圍交點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。
s6}SdmE fX\y/C 光纖傳感器的分類
eQ[}ALIq |h/{qpsu 光纖傳感器可分兩大類:一類是功能型(傳感型)傳感器;另一類是非功能性(傳光型)傳感器。
Ix(,gDN EKQ>hww8 功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件,被測(cè)量對(duì)光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制,使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化,現(xiàn)通過(guò)被調(diào)制走的傳導(dǎo)進(jìn)行解調(diào),從而得出被測(cè)信號(hào)。
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5 光纖在其中不僅是導(dǎo)光媒質(zhì),而且也是敏感元件,光在光纖內(nèi)被測(cè)量調(diào)制,多采用多模光纖。
s`v$r,N0 x.Ny@l%] 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,靈敏度度。缺點(diǎn):須用特殊光纖,成本高。典型例子:光纖陀螺、光纖水聽(tīng) 器等。
bl10kI:F r/)ZKO, 非功能型傳感器是利用其它敏感元件感受被測(cè)量的變化,光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì),常采用單模光纖。光纖在其中僅起導(dǎo)光作用,光照在光纖型敏感元件上被測(cè)量調(diào)制。
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