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光纤传感器的类型有哪些?一文带您看懂!

2021-05-10
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摘要 ​光纤传感器是一种常见的传感器类型,它可将被测对象的状态转变为可测得的光信号。它的灵敏度高、并且可以被制作成各种不同的物理信息器件,还可以在高压、高温、腐蚀等环境中正常使用。诸多的实用性和特性结合与一起,因此深受得传感器使用者们的青睐。今天我们来了解一下光纤传感器的类型都有哪些,一起来看看吧!

光纤传感器是一种常见的传感器类型,它可将被测对象的状态转变为可测得的光信号。它的灵敏度高、并且可以被制作成各种不同的物理信息器件,还可以在高压、高温、腐蚀等环境中正常使用。诸多的实用性和特性结合与一起,因此深受得传感器使用者们的青睐。今天我们来了解一下光纤传感器的类型都有哪些,一起来看看吧!

光纤传感器的类型

1、功能型光纤传感器

运用对外界信息具备敏感能力和检测能力的光纤(或特殊纤、做为传感元件,对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,再通过被调制过的信号进行解调,进而得出被测信号。

光纤在其中不仅是光导媒质,并且也是敏感元件,多选用多模光纤。

优点:结构紧凑,灵敏度高。

缺点:须用特殊光纤,成本增加。

典型应用:光纤陀螺、光纤水听器等。

2、非功能型传感器

是运用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅做为信息的传输介质,常选用单模光纤。光纤在其中仅起光导作用,光照在光纤型敏感元件上被测量调制。

优点:不需要特殊光纤及其他特殊技术,较为容易实现,成本低。

缺点:灵敏度较低。

光纤传感器的测量原理:

1、物性型光纤传感器原理,物性型光纤传感器是使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,会发生改变的现象。

所以,如果能测出通过光纤的光相位、光强变化,就可以了解被测物理量的变化。这类传感器又被称作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,因此产生不同数量的干涉条纹,对它的模向移动进行计数,就可测量温度或压等。

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。当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。

光纤传感器的应用

城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的使用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用来测试应力松弛、施工应力和动荷载应力,因此评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。

在电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,因为电类传感器易受电磁场的影响,无法在这类场合中使用,只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用来实时测量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普遍光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布传感能力,使用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点温度,定位精度可以达到米的量级,测量精度可以达到1度的水平,非常适用大范围交点测温的使用场合。

光纤传感器的类型有哪些?看完本文,相信您心中对于光纤传感器的认识也能够更加全面一些了吧!在传感器领域中,光纤传感器是一种有着大好发展前景的传感器,在未来,相信光纤传感器的应用场景也越来越多样化,也为工业生产带来了效率上的提高!

  • 光纤传感器应用
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传感器行业分析师,主要从事传感器应用,市场分析等领域,现为新利18国际娱乐专栏编辑。

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