光纖傳感器的應用分析
2020-12-31 14:05:10閱讀量:285
近年來,傳感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智慧化的方向發展。在這一過程中,光纖傳感 器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能, 徑細、質軟、重量輕的機械性能,絕緣、無感應的電氣性能,耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能 夠在人達不到的地方(如高溫區),或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,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。??
所謂光纖自身的傳感器,就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂 的長度、折射率、直徑的變化,從而使得光纖內傳輸的光在振幅、相位、頻率、偏振等方面發生變化。測 量臂傳輸的光與參考臂的參考光互相干涉(比較),使輸出的光的相位(或振幅)發生變化,根據這個變化 就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸的相位受外界影響的靈敏度很高,利用干涉技術能夠檢測出10的負 4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和低損耗,能夠將很長的光纖盤成直徑很小 的光纖圈,以增加利用長度,獲得更高的靈敏度。?
所謂光纖自身的傳感器,就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂 的長度、折射率、直徑的變化,從而使得光纖內傳輸的光在振幅、相位、頻率、偏振等方面發生變化。測 量臂傳輸的光與參考臂的參考光互相干涉(比較),使輸出的光的相位(或振幅)發生變化,根據這個變化 就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸的相位受外界影響的靈敏度很高,利用干涉技術能夠檢測出10的負 4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和低損耗,能夠將很長的光纖盤成直徑很小 的光纖圈,以增加利用長度,獲得更高的靈敏度。?
光纖聲傳感器就是一種利用光纖自身的傳感器。當光纖受到一點很微小的外力作用時,就會產生微彎曲,而其傳光能力發生很大的變化。聲音是一種機械波,它對光纖的作用就是使光纖受力并產生彎曲,通 過彎曲就能夠得到聲音的強弱。光纖陀螺也是光纖自身傳感器的一種,與激光陀螺相比,光纖陀螺靈敏度 高,體積小,成本低,可以用于飛機、艦船、導彈等的高性能慣性導航系統。如圖就是光纖傳感器渦輪流 量計的原理。 另外一個大類的光纖傳感器是利用光纖的傳感器。其結構大致如下:傳感器位于光纖端部,光纖只 是光的傳輸線,將被測量的物理量變換成為光的振幅,相位或者振幅的變化。在這種傳感器系統中,傳統 的傳感器和光纖相結合。光纖的導入使得實現探針化的遙測提供了可能性。這種光纖傳輸的傳感器適用范 圍廣,使用簡便,但是精度比第一類傳感器稍低。
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