光纖傳感器的(dí)基(jī)本工作(zuò)原理

光(guāng)纖傳感(gǎn)器的(dí)基本(běn)工作(zuò)原理(lǐ)是將來(lái)自(zì)光源(yuán)的光經過光纖(xiān)送入(rù)調製器使(shǐ)待測(cè)參(cān)數與進入調製區(qū)的光相互作用(yòng)後(hòu)導致(zhì)光(guāng)的光學性(xìng)質(zhì)(如光的(dí)強度(dù)，波長(cháng)，頻率(shuài)，相位，偏正態(tài)等)發(fā)生(shēng)變(biàn)化稱為(wéi)被調製的(dí)信(xìn)號光在經(jīng)過(guò)光纖送(sòng)入(rù)光(guāng)探測(cè)器經解調(tiáo)後(hòu)獲(huò)得(dé)被測參(cān)數。

　　近(jìn)年(nián)來(lái)，超(chāo)聲(shēng)波測(cè)厚儀傳感器(qì)在朝著靈(líng)敏(mǐn)，，適應性強(qiáng)，小(xiǎo)巧(qiǎo)和(hé)智(zhì)能化的方向(xiàng)發展(zhǎn)。在(zài)這一過程(chéng)中光(guāng)纖(xiān)傳(chuán)感器這(zhè)個(gè)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)家族的新成員倍(bèi)受青睞。光纖(xiān)具(jù)有很(hěn)多優(yōu)異的例如(rú)：抗(kàng)電磁(cí)幹擾和(hé)原(yuán)子(zǐ)輻射的徑(jìng)細(xì)，質(zhì)軟(ruǎn)，重量輕(qīng)的機(jī)械;絕緣(yuán)，無(wú)感應(yīng)的電氣(qì);耐水(shuǐ)，耐高(gāo)溫，耐(nài)腐蝕(shí)的化學等它(tā)能夠在(zài)人達(dá)不到的地方(如高溫區(qū))或(huò)者(zhě)對(duì)人(rén)有害(hài)的地區(如(rú)核(hé)輻(fú)射區)起(qǐ)到人的(dí)耳目的(dí)作用而且還能人(rén)的生理界限接收(shōu)人的(dí)感官(guān)所感受不到(dào)的外(wài)界信(xìn)息(xī)。

　　優(yōu)點：

　　一(yī)。靈敏度較(jiào)高(gāo);

　　二(èr)。幾何形狀(zhuàng)具有多(duō)方(fāng)麵(miàn)的(dí)適應(yīng)性可(kě)以製成任意形(xíng)狀(zhuàng)的(dí)光(guāng)纖傳感(gǎn)器;

　　三。可以製(zhì)造(zào)傳(chuán)感各種不同(tóng)物理信(xìn)息(xī)(聲(shēng)，磁，溫度，旋(xuán)轉(zhuǎn)等(děng))的(dí)器(qì)件(jiàn);

　　四(sì)。可(kě)以用於(yú)高壓(yā)，電氣(qì)噪聲(shēng)，高(gāo)溫(wēn)，腐蝕(shí)，或(huò)其(qí)它的惡劣環(huán)境(jìng);

　　五。而且具有與光(guāng)纖遙測技(jì)術(shù)的(dí)內(nèi)在(zài)相容(róng)性(xìng)。

　　光纖(xiān)傳(chuán)感器應用：絕緣(yuán)子(zǐ)汙穢，磁(cí)，聲(shēng)，壓力，溫度(dù)，加(jiā)速(sù)度，陀螺，位移(yí)，液(yè)麵，轉(zhuǎn)矩(jǔ)，光聲，電流(liú)和應變等(děng)物(wù)理量的測(cè)量。

　　光纖(xiān)傳感(gǎn)器可以分為兩(liǎng)大類：一類(lèi)是功能型(傳感型(xíng))傳感器(qì); 另一類是非功能(néng)型(xíng)(傳光型)傳感器。

　　一(yī)，功能型傳(chuán)感器

　　功(gōng)能型傳(chuán)感(gǎn)器(qì)是(shì)利用光纖(xiān)本(běn)身(shēn)的特性(xìng)把光纖作為敏(mǐn)感元(yuán)件, 被測(cè)量(liáng)對(duì)光(guāng)纖(xiān)內(nèi)傳輸的光進行調製(zhì), 使(shǐ)傳輸的(dí)光的強(qiáng)度(dù)，相(xiāng)位(wèi)，頻率或(huò)偏振(zhèn)態等特(tè)性發生變(biàn)化, 再通過(guò)對被調製(zhì)過的信(xìn)號進行解調, 從而得出被(bèi)測(cè)信號。

　　光(guāng)纖在(zài)其中(zhōng)不(bù)僅(jǐn)是導光(guāng)媒質，德圖PH計(jì)而且也(yě)是敏感元件(jiàn)，粗糙度儀光在光(guāng)纖內受被(bèi)測(cè)量調製多采用多模(mó)光(guāng)纖。

　　優(yōu)點：結構緊(jǐn)湊(còu)，靈敏(mǐn)度(dù)高。

　　缺點(diǎn)：須用特殊(shū)光(guāng)纖(xiān)成本高

　　典(diǎn)型(xíng)例子(zǐ)：光(guāng)纖(xiān)陀(tuó)螺，光(guāng)纖水聽(tīng)器等

　　二(èr)，非功能(néng)型傳感器

　　非(fēi)功能型傳(chuán)感器是(shì)利(lì)用(yòng)其(qí)它(tā)敏(mǐn)感元(yuán)件(jiàn)感受(shòu)被測(cè)量(liáng)的變(biàn)化(huà), 光(guāng)纖(xiān)僅作為信(xìn)息的(dí)傳輸介(jiè)質常(cháng)采用單模光纖。

　　光纖在其(qí)中(zhōng)僅起(qǐ)導光作用光照在光纖型敏感元(yuán)件(jiàn)上(shàng)受(shòu)被測量(liáng)調(tiáo)製(zhì)。

　　優點：無(wú)需特殊(shū)光纖及(jí)其(qí)他特(tè)殊技術;比較(jiào)容(róng)易(yì)實(shí)現成本(běn)低(dī)。

　　缺(quē)點：靈(líng)敏度較低(dī)。

　　實用化(huà)的大(dà)都是(shì)非功(gōng)能(néng)型(xíng)的光(guāng)纖(xiān)傳(chuán)感器(qì)。

　　光纖傳感器(qì)是(shì)zui近幾(jī)年出現的新(xīn)技術可(kě)以用來測(cè)量多種(zhǒng)物(wù)理量(liáng)比如聲場，電(diàn)場(cháng)，壓力(lì)，溫度，角速(sù)度，加(jiā)速(sù)度等還可(kě)以完成(chéng)現(xiàn)有測量技術難(nán)以完成的測量(liáng)任務(wù)。在狹小(xiǎo)的(dí)空(kōng)間裏(lǐ)在強電(diàn)磁(cí)幹(gān)擾和高(gāo)電壓(yā)的(dí)環境(jìng)裏光纖傳感(gǎn)器(qì)都(dū)顯(xiǎn)示(shì)出(chū)了(liǎo)*的能(néng)力。目前(qián)光纖(xiān)傳感(gǎn)器已經有(yǒu)70多種大(dà)致(zhì)上(shàng)分(fēn)成光纖(xiān)自身傳(chuán)感(gǎn)器和利用光纖的傳感(gǎn)器(qì)。

　　所(suǒ)謂光纖(xiān)自(zì)身的(dí)傳感(gǎn)器(qì)就是光纖(xiān)自(zì)身直接接(jiē)收外(wài)界的被(bèi)測量(liáng)。外接的被測(cè)量(liáng)物理量能(néng)夠引起測量(liáng)臂的長(cháng)度，折(zhē)射率(shuài)，直徑(jìng)的變(biàn)化(huà)從而使(shǐ)得光纖(xiān)內傳輸的(dí)光在振幅，相位(wèi)，頻率，偏(piān)振等(děng)方麵發生變化(huà)。測(cè)量(liáng)臂(bì)傳輸的光與(yǔ)參(cān)考臂的參考光互相幹(gān)涉(shè)(比較)使輸出的(dí)光的相(xiāng)位(或振幅)發生(shēng)變化(huà)根據(jù)這(zhè)個變(biàn)化(huà)就可檢測出(chū)被(bèi)測量的(dí)變化。光纖中傳輸的(dí)相位受外(wài)界影響(xiǎng)的靈敏度很高(gāo)利用(yòng)幹(gān)涉技術(shù)能夠檢測出(chū)10的(dí)負(fù)4次方弧(hú)度的微(wēi)小相位變(biàn)化所(suǒ)對應的(dí)物理量(liáng)。利用光(guāng)纖(xiān)的繞性和(hé)低損耗(hào)能(néng)夠(gòu)將很(hěn)長的光(guāng)纖(xiān)盤成(chéng)直(zhí)徑很小的(dí)光纖(xiān)圈以增(zēng)加利用長度獲得高(gāo)的靈(líng)敏度。

　　光(guāng)纖聲傳(chuán)感器(qì)就(jiù)是一種(zhǒng)利用光(guāng)纖自(zì)身的(dí)傳感(gǎn)器(qì)。當光纖受到一點(diǎn)很(hěn)微小的(dí)外(wài)力(lì)作(zuò)用時(shí)就會產生微(wēi)彎曲而(ér)其傳光(guāng)能力發(fā)生(shēng)很大(dà)的(dí)變化(huà)。聲音(yīn)是(shì)一(yī)種機械(xiè)波它對光纖的作(zuò)用就(jiù)是使光纖(xiān)受力並(bìng)產生(shēng)彎曲通過彎(wān)曲(qū)就(jiù)能夠得(dé)到聲音的(dí)強(qiáng)弱(ruò)。光(guāng)纖(xiān)陀螺(luó)也是光纖(xiān)自身傳感器(qì)的(dí)一種與激(jī)光陀螺(luó)相比光纖(xiān)陀(tuó)螺(luó)靈(líng)敏(mǐn)度高(gāo)體(tǐ)積小成(chéng)本低可以用(yòng)於(yú)飛機，艦(jiàn)船，等的高慣(guàn)性導(dǎo)航係統。