時(shí)間:2022-09-28 15:39:42來(lái)源:
一個(gè)是透光(非功能)傳感器,另一個(gè)是傳感(功能)傳感器。在光纖傳感器中,光纖僅用作光傳輸介質(zhì),通過(guò)其他傳感元件完成對(duì)被測(cè)信號(hào)的傳感。傳感器中的輸出光纖和輸入光纖是不連續(xù)的,它們之間的調(diào)制器是光譜變化傳感元件或其他傳感元件。光纖傳感器的工作原理及特點(diǎn)?
1.光纖傳感器的工作原理
光纖是一種基于光的完全內(nèi)反射原理傳輸光波的介質(zhì)。它由高折射率的纖芯和包層組成。包層的折射率小于芯層,直徑約為0.1mm~0.2mm。當(dāng)光線通過(guò)端面穿透核心并到達(dá)與包層的界面時(shí),由于光線的完全內(nèi)部反射,光線會(huì)反射回核心層。通過(guò)持續(xù)反射,光可以沿著纖芯向前傳播,只有很小的衰減。光纖傳感器由光源、入射光纖、輸出光纖、光調(diào)制器、光檢測(cè)器和調(diào)制器組成。其基本原理是通過(guò)噴射光纖將光源的光傳輸?shù)秸{(diào)制區(qū)。光與調(diào)制區(qū)內(nèi)的外部測(cè)量參數(shù)相互作用,改變光的光學(xué)特性(如強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)性等),成為調(diào)制信號(hào)光,然后通過(guò)噴射光纖傳輸?shù)焦怆娞綔y(cè)器和解調(diào)器,以獲得測(cè)量參數(shù)。光纖傳感器可用于遠(yuǎn)程檢測(cè)物體。由于存在光纖損耗和色散,長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)必須在線路的適當(dāng)位置配備中間放大器,以處理和放大衰減和畸變的光脈沖信號(hào)。
2.光纖傳感器的特點(diǎn)
(1)高靈敏度
由于光是一種波長(zhǎng)很短的電磁波,它的光學(xué)長(zhǎng)度是通過(guò)光的相位獲得的。以光纖干涉儀為例。由于所用光纖的直徑很小,當(dāng)外部機(jī)械力或溫度變化很小時(shí),光學(xué)長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化,從而導(dǎo)致較大的相位變化。如果使用10m光纖,l℃的變化會(huì)導(dǎo)致1000ard檢測(cè)到最小相位變化0,。01ard,因此可以測(cè)量的最小溫度變化為10℃,這表明它具有較高的靈敏度。
(2)抗電磁干擾、電氣絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全
由于光纖傳感器利用光波傳輸信息,光纖是一種電絕緣、耐腐蝕的傳輸介質(zhì),安全可靠,可方便有效地應(yīng)用于各種大型機(jī)電、石化、礦山等電磁干擾強(qiáng)、易燃易爆的惡劣環(huán)境中。
(3)測(cè)量速度快
光傳輸速度最快,可以傳輸二維信息,因此可以用于高速測(cè)量。雷達(dá)和其他信號(hào)。
分析要求高檢測(cè)率,這很難用電子方法實(shí)現(xiàn)。這可以通過(guò)對(duì)光衍射現(xiàn)象進(jìn)行高速光譜分析來(lái)解決。
(4)信息容量大
被測(cè)信號(hào)以光波為載波,光學(xué)頻率極高,所包含的頻帶很寬。同一根光纖可以傳輸多種信號(hào)。
(5)適合惡劣環(huán)境
光纖傳感器的工作原理及特點(diǎn)?光纖是一種耐高壓、耐腐蝕、耐電磁干擾的介質(zhì),可以在其他傳感器無(wú)法適應(yīng)的惡劣環(huán)境中使用。此外,光纖傳感器還具有重量輕、體積小、纏繞、測(cè)量對(duì)象廣、重復(fù)使用性好、成本低等特點(diǎn)。光傳輸速度最快,可以傳輸二維信息,可以用于高速測(cè)量。雷達(dá)和其他信號(hào)的分析要求高檢測(cè)率,而這很難用電子方法實(shí)現(xiàn)。這可以通過(guò)對(duì)光衍射現(xiàn)象進(jìn)行高速光譜分析來(lái)解決。
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