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光纤传感器的基本原理

2015-5-15 06:26| 编辑:电工学习网| 查看: 14486| 评论: 0

      光纤传感器通过光导纤维把输入变量转换成调制的光信号。光纤传感器的测量原理有两种。
      (1) 物性型光纤传感器原理
      物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性,将输入物理量变换为调制的光信号。其工作原理基于光纤的光调制效应,即光纤在外界环境因素,如温度、压力、电场、磁场等等改变时,其传光特性,如相位与光强,会发生变化的现象。因此,如果能测出通过光纤的光相位、光强变化,就可以知道被测物理量的变化。这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。
      激光器的点光源光束扩散为平行波,经分光器分为两路,一为基准光路,另一为测量光路。外界参数(温度、压力、振动等)引起光纤长度的变化和相位的光相位变化,从而产生不同数量的干涉条纹,对它的模向移动进行计数,就可测量温度或压力等。

图1 物性型光纤传感器工作原理示意图
      (2) 结构型光纤传感器原理
      结构型光纤传感器是由光检测元件(敏感元件)与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统。其中光纤仅作为光的传播媒质,所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。


图2 结构型光纤传感器工作原理示意图
      (3) 拾光型光纤传感器原理
      用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。


图3 拾光型光纤传感器工作原理示意图

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