光纖傳感器是什么

光纖傳感器是什么

光纖傳感器在組成實(shí)在由光源，傳輸光纖，傳感器元件或調(diào)制區(qū)的模塊，光檢測(cè)器和其他組件構(gòu)成了一個(gè)光纖傳感器，光學(xué)傳感器。強(qiáng)度，波長(zhǎng)，振幅，相位，偏振和分布參數(shù)的圖案，并在光纖傳輸?shù)淖兓赏ㄟ^(guò)外界影響，特別是溫度，壓力，加速度，電壓，電流，位移，振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，彎曲，應(yīng)變的量的影響以及化學(xué)和生化影響光路的量，從而使這些參數(shù)相應(yīng)地改變。光纖傳感器是這些參數(shù)之間的關(guān)系與外部因素的變化，以檢測(cè)相應(yīng)的物理量的大小。

光纖傳感器的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)傳感器不同，光纖傳感器具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、機(jī)械和傳輸性能，使其體積小、重量輕、抗電磁干擾、耐腐蝕、靈敏度高、測(cè)量帶寬寬、距離遠(yuǎn)。檢測(cè)電子設(shè)備和傳感器，并能形成傳感器網(wǎng)絡(luò)。
先進(jìn)光纖傳感器的靈敏度比傳統(tǒng)傳感器高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，可以測(cè)量到70多種物理量。

光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)

1.、具有精度高，響應(yīng)速度快，線(xiàn)性特征范圍寬，重復(fù)性好，信噪比高等優(yōu)點(diǎn)..由于光纖數(shù)量多，價(jià)格低，可廣泛應(yīng)用..
光纖由介電材料制成，如石英的電學(xué)，光學(xué)信號(hào)傳輸，安全性，可靠性和強(qiáng)抗電磁干擾，能適應(yīng)電力，石油，化學(xué)，冶金和其他易燃或有毒的環(huán)境中的工作條件。
2耐腐蝕，抗污染能力強(qiáng)，可用于溫差大、時(shí)效性好、使用壽命長(zhǎng)的場(chǎng)所。
3、體積小，重量輕，易于安裝，對(duì)主體環(huán)境具有適應(yīng)性。
4、光纖是無(wú)源器件，其自身獨(dú)立性好，不會(huì)破壞被測(cè)狀態(tài)。
5，廣泛測(cè)量對(duì)象。目前，各種不同的性能測(cè)量溫度，壓力，位移，速度，水平，輻射和其它物理，化學(xué)，生物量和其他光纖傳感器。
6。多點(diǎn)復(fù)用方便，傳輸損耗低。適用于組成測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)實(shí)時(shí)智能遙測(cè)。
傳感器正在發(fā)展成為靈敏、準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)、緊湊和智能的傳感器。在這個(gè)過(guò)程中，光纖傳感器，傳感器家族的新成員，受到青睞。

光纖傳感器的工作原理

光纖傳感器是一種基于光量轉(zhuǎn)換的傳感器，以光信號(hào)作為傳輸和轉(zhuǎn)換的載體，用光纖傳輸光信號(hào)。光纖傳感器主要由光源、光纖(簡(jiǎn)稱(chēng)光纖)、光電探測(cè)器和附加器件組成。有許多種光源，如鎢絲燈、激光和發(fā)光二極管.光纖非常薄，柔軟，靈活，是一種能引導(dǎo)光的透明光纖。
光纖傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
全球光纖傳感技術(shù)的發(fā)展始于1977年，近年來(lái)，在機(jī)械，電子儀器儀表，航空航天，石油，化工，糧食安全等生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化方面，在線(xiàn)檢測(cè)，故障診斷等方面，已經(jīng)開(kāi)發(fā)和推廣。
與光纖通信產(chǎn)品不同，光纖傳感產(chǎn)品具有批量小、品種多、分布在各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)的特點(diǎn)。國(guó)外沒(méi)有專(zhuān)門(mén)從事光纖傳感的大公司，但許多國(guó)外石油巨頭以及abb、西門(mén)子等大型電力設(shè)備公司都有自己的光纖傳感業(yè)務(wù)。但外界很難了解這些企業(yè)的發(fā)展情況。在分布式傳感等一些新興領(lǐng)域，也有不少中小型專(zhuān)業(yè)公司。

光纖傳感器類(lèi)型

目前，具有成熟應(yīng)用和市場(chǎng)高接受度的產(chǎn)品有：光纖光柵溫度/壓力/應(yīng)變傳感器；點(diǎn)式熒光光纖溫度傳感器產(chǎn)品；點(diǎn)式光纖f-p壓力/溫度/振動(dòng)傳感產(chǎn)品；光纖電流傳感產(chǎn)品；光纖陀螺儀產(chǎn)品；分布式光纖拉曼溫度測(cè)量系統(tǒng)；光纖干涉入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
光纖傳感技術(shù)雖然在實(shí)際檢測(cè)中取得了一定的應(yīng)用，但仍存在一些問(wèn)題，如光纖嵌入式結(jié)構(gòu)的工藝問(wèn)題，雖然可以通過(guò)安裝方式加以改進(jìn)，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變首先通過(guò)金屬傳遞，然后通過(guò)光纖間接誘導(dǎo)應(yīng)變，因此需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)修正才能準(zhǔn)確測(cè)量。同時(shí)，光纖傳感器的輸出信號(hào)會(huì)受到光源的波動(dòng)、光纖傳輸損耗的變化、探測(cè)器的老化等因素的影響，從而降低光纖傳感器測(cè)量的精度。此外，光纖傳感器的實(shí)用性還有待開(kāi)發(fā)，其制造成本也非常昂貴。目前，大量的光纖傳感器還處于實(shí)驗(yàn)室階段，需要盡快投入使用。
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息的獲取變得越來(lái)越重要。它是感知傳感器，檢測(cè)，監(jiān)視和轉(zhuǎn)換信息的重要技術(shù)手段。是第二光纖傳感器，電子是新的傳感器中的一個(gè)。

光纖傳感器說(shuō)明

光纖傳感器是利用光纖的光傳輸特性將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為光特性（強(qiáng)度、相位、偏振、頻率、波長(zhǎng)）變化的傳感器。它通過(guò)光纖將光從光源傳輸?shù)秸{(diào)制器，從而導(dǎo)致光的光學(xué)特性（如強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏斜度，等）在測(cè)量參數(shù)和進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光之間的相互作用之后改變。它被稱(chēng)為調(diào)制信號(hào)燈。光纖進(jìn)入光探測(cè)器后，進(jìn)行解調(diào)。得到了測(cè)量參數(shù)。

與以前的傳感器不同的是，光纖傳感器去除了被測(cè)信號(hào)作為光信號(hào)的狀態(tài)。光信號(hào)不僅可以被人類(lèi)直接感知，而且還可以使用半導(dǎo)體二極管，如光電二極管觀(guān)登小的簡(jiǎn)單元件也可以進(jìn)行光電和電光轉(zhuǎn)換，容易與一些電子組件匹配；此外，光纖不僅是敏感元件，同時(shí)也是一條優(yōu)良的低損耗傳輸線(xiàn)路。因此，光纖傳感器也可用于不適合傳統(tǒng)傳感器的遠(yuǎn)程測(cè)量。

光纖傳感包括兩個(gè)功能：感知和傳輸外部信號(hào)。所謂感知，是指在光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ奈锢硖匦詤?shù)，如光強(qiáng)(功率)、波長(zhǎng)、頻率、相位和偏振態(tài)等，根據(jù)外界信號(hào)的變化規(guī)律而發(fā)生的變化。光學(xué)參數(shù)的變化就是感知外部信號(hào)的變化。從本質(zhì)上說(shuō)，這種感知是通過(guò)外部信號(hào)在光纖中傳播的光波的調(diào)制。所謂傳輸是指光纖將被外部信號(hào)調(diào)制的光波傳輸?shù)焦怆娞綔y(cè)器進(jìn)行檢測(cè)，從光波中提取外部信號(hào)，并根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即解調(diào)。
因此，這兩種技術(shù)包括調(diào)制和解調(diào)的光纖傳感技術(shù)，即，在外部信號(hào)（待測(cè)量的）是如何調(diào)制參數(shù)光波纖維調(diào)制（或加載技術(shù)）以及如何提取外部信號(hào)已經(jīng)在光學(xué)波被調(diào)制（測(cè)量的）技術(shù)解調(diào)（或檢測(cè)）。

光纖傳感器的基本原理

光纖是光纖的簡(jiǎn)稱(chēng)。光纖的主要成分是二氧化硅，它由高折射率纖芯、低折射率包層和保護(hù)層組成。燈芯是一根直徑約為0.1毫米的細(xì)玻璃絲，其中光線(xiàn)被包圍并沿軸傳播。光纖傳感器的發(fā)現(xiàn)源于檢測(cè)光纖外部干擾的實(shí)踐。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光纖受到外界環(huán)境的變化時(shí)，會(huì)引起光纖內(nèi)部傳輸參數(shù)的變化。這些變化都是由于外界因素的影響，從而發(fā)展了光纖傳感技術(shù)。

光纖具有許多外部參數(shù)在一定的靈敏度。光纖傳感原理是如何這些效果纖維，光調(diào)制與測(cè)得的參數(shù)的外部的交互區(qū)實(shí)現(xiàn)“傳”的功能，并且所測(cè)量的參數(shù)的外部，這是光纖的“感覺(jué)”的研究傳感器芯。

在光通信系統(tǒng)中，光纖用作光波信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)慕橘|(zhì)。顯然，在這種應(yīng)用中，外部干擾越小，光纖傳輸?shù)墓庑盘?hào)越好。然而，在光傳輸?shù)膶?shí)際過(guò)程中，光纖容易受到外部環(huán)境因素的影響，例如溫度、壓力、電磁場(chǎng)和其它外部條件，這將導(dǎo)致光波參數(shù)的變化，例如光強(qiáng)度、相位、頻率、偏振、波長(zhǎng)等。因此，可以看出，如果可以測(cè)量光波參數(shù)的變化，我們就可以知道導(dǎo)致光波參數(shù)變化的各種物理量的大小，因此產(chǎn)生了光纖傳感技術(shù)。光纖傳感技術(shù)是一種將外部物理量轉(zhuǎn)換為可通過(guò)使用光纖的敏感特性直接測(cè)量到一些物理量的信號(hào)的技術(shù)。因?yàn)楣饫w不僅可以用作光波的傳播介質(zhì)，而且還可以用作特性參數(shù)(幅度、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等)。光波可以直接或間接地由于外部因素的作用而改變(如溫度、壓力、應(yīng)變、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、位移、旋轉(zhuǎn)等)。因此，光纖也可用作感測(cè)元件以檢測(cè)各種物理量。