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光纤传感器的工作原理及特点

时间:2022-09-28 15:39:42来源:

导语:​在光纤传感器中,光纤仅用作光传输介质,通过其他传感元件完成对被测信号的传感。传感器中的输出光纤和输入光纤是不连续的,它们之间的调制器是光谱变化传感元件或其他传感元件。

  一个是透光(非功能)传感器,另一个是传感(功能)传感器。在光纤传感器中,光纤仅用作光传输介质,通过其他传感元件完成对被测信号的传感。传感器中的输出光纤和输入光纤是不连续的,它们之间的调制器是光谱变化传感元件或其他传感元件。光纤传感器的工作原理及特点?

  1.光纤传感器的工作原理

  光纤是一种基于光的完全内反射原理传输光波的介质。它由高折射率的纤芯和包层组成。包层的折射率小于芯层,直径约为0.1mm~0.2mm。当光线通过端面穿透核心并到达与包层的界面时,由于光线的完全内部反射,光线会反射回核心层。通过持续反射,光可以沿着纤芯向前传播,只有很小的衰减。光纤传感器由光源、入射光纤、输出光纤、光调制器、光检测器和调制器组成。其基本原理是通过喷射光纤将光源的光传输到调制区。光与调制区内的外部测量参数相互作用,改变光的光学特性(如强度、波长、频率、相位、偏正态性等),成为调制信号光,然后通过喷射光纤传输到光电探测器和解调器,以获得测量参数。光纤传感器可用于远程检测物体。由于存在光纤损耗和色散,长距离光纤传输系统必须在线路的适当位置配备中间放大器,以处理和放大衰减和畸变的光脉冲信号。

  2.光纤传感器的特点

  (1)高灵敏度

  由于光是一种波长很短的电磁波,它的光学长度是通过光的相位获得的。以光纤干涉仪为例。由于所用光纤的直径很小,当外部机械力或温度变化很小时,光学长度会发生变化,从而导致较大的相位变化。如果使用10m光纤,l℃的变化会导致1000ard检测到最小相位变化0,。01ard,因此可以测量的最小温度变化为10℃,这表明它具有较高的灵敏度。

  (2)抗电磁干扰、电气绝缘、耐腐蚀、本质安全

  由于光纤传感器利用光波传输信息,光纤是一种电绝缘、耐腐蚀的传输介质,安全可靠,可方便有效地应用于各种大型机电、石化、矿山等电磁干扰强、易燃易爆的恶劣环境中。

  (3)测量速度快

  光传输速度最快,可以传输二维信息,因此可以用于高速测量。雷达和其他信号。

  分析要求高检测率,这很难用电子方法实现。这可以通过对光衍射现象进行高速光谱分析来解决。

  (4)信息容量大

  被测信号以光波为载波,光学频率极高,所包含的频带很宽。同一根光纤可以传输多种信号。

  (5)适合恶劣环境

  光纤传感器的工作原理及特点?光纤是一种耐高压、耐腐蚀、耐电磁干扰的介质,可以在其他传感器无法适应的恶劣环境中使用。此外,光纤传感器还具有重量轻、体积小、缠绕、测量对象广、重复使用性好、成本低等特点。光传输速度最快,可以传输二维信息,可以用于高速测量。雷达和其他信号的分析要求高检测率,而这很难用电子方法实现。这可以通过对光衍射现象进行高速光谱分析来解决。

标签: 传感器​

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