光纤传感器结构原理及分类可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。 光是一种电磁波,其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此,讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动,即光纤传感器结构原理及分类A——电场E的振幅矢量;ω——
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光纤传感器结构原理及分类
可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。 光是一种电磁波,其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此,讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动,即光纤传感器结构原理及分类
A——电场E的振幅矢量;ω——光波的振动频率;φ——光相位;t——光的传播时间。可见,只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化,或受被测量调制,那么,通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调,获得所需要的被测量的信息。

光纤传感器在检测技术中的应用
光纤传感器在检测技术中的应用;
光电式带材跑偏检测器
带材跑偏检测器用来检测带型材料在加工中偏离正确位置的大小及方向,从而为纠偏控制电路提供纠偏信号,主要用于印染、送纸、胶片、磁带生产过程中。光电式带材跑偏检测器原理如图1所示。光源发出的光线经过透镜1会聚为平行光束,投向透镜2,随后被会聚到光敏电阻上。在平行光束到达透镜2的途中,有部分光线受到被测带材的遮挡,使传到光敏电阻的光通量减少。

光纤传感器与以电为基础的传感
目前,已证明用光纤可构成检测加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、压力、弯曲、应变、转矩、温度、电压、电流、液面、流量、流速、浓度、PH值、磁、声、光、射线等多种物理量的传感器,这些传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机-电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。
如下图所示,以电为基础的传统传感器是一种把被测量的状态转变为可测电信号的装置,是由电源、敏感元件、信号接收和处理系统,以及传输信息所用金属导线组成。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光、信号处理系统,以及光纤构成。由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件,在这里,光的某一性质受到被测量的调制。已调光经接收光纤耦合到光,使光信号变为电信号,后经信号处理系统处理,得到我们所期待的被测量。

光纤传感器原理就是把来自光源的光通过光纤来传送到调制器里边,以便于待测参数和进入到调制区的光可以相互作用,这样一来光的光学性质就会发生变化,即称为被调制的信号光,再利用被测量对光的传输特性施加的影响来完成测量工作。换一种说法就是光纤传感器主要作为人们的耳目去接收人的感官所感受不到的外界信息,所以它经常被使用在检测这方面的工作上。
事实上,光纤传感器如果按照它的测量原理又可以划分为两种。一种就是专门利用光纤对环境变化的敏感性,可以把输入物理量变换为调制的光信号,它的工作原理就是利用光纤的光调制效应,只要通过测量的光纤的光相位、光强变化就能够知道被测量物理量的变化了。而另一种就是由光检测元件和光纤传输回路所组成的测量系统,在这里光纤仅仅是光的传播媒介而已,所以又被称为结构型光纤传感器。
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