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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:33
近年來,傳感器在朝著靈敏、、適應(yīng)性強、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中,光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。
光纖具有很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能,徑細、質(zhì)軟、重量輕的機械性能;絕緣、無感應(yīng)的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能夠在人達不到的地方(如高溫區(qū)),或者對人有害的地區(qū)(如核輻射區(qū)),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
光纖傳感器是一種將被測對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號的傳感器。
光纖傳感器是將光源入射的光束經(jīng)由光纖送入調(diào)制器,在調(diào)制器內(nèi)與外界被測參數(shù)的相互作用,使光的光學性質(zhì)如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化,成為被調(diào)制的光信號,再經(jīng)過光纖送入光電器件、經(jīng)解調(diào)器后獲得被測參數(shù)。整個過程中,光束經(jīng)由光纖導(dǎo)入,通過調(diào)制器后再射出,其中光纖的作用首先是傳輸光束,其次是起到光調(diào)制器的作用。
與傳統(tǒng)的傳感器相比,光纖傳感器具有獨特的優(yōu)點:
(1)靈敏度高
由于光是一種波長極短的電磁波,通過光的相位便得到其光學長度。以光纖干涉儀為例,由于所使用的光纖直徑很小,受到微小的機械外力的作用或溫度變化時其光學長度要發(fā)生變化,從而引起較大的相位變化。
假設(shè)用10米的光纖,l℃的變化引起1000ard的相位變化,若能夠檢測出的小相位變化為0.01ard,那么所能測出的小溫度變化為l0℃,可見其靈敏度之高。
(2)抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全
由于光纖傳感器是利用光波傳輸信息,而光纖又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸媒質(zhì),并且安全可靠,這使它可以方便有效地用于各種大型機電、石油化工、礦井等強電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。
(3)測量速度快
光的傳播速度快且能傳送二維信息,因此可用于高速測量。對雷達等信號的分析要求具有極高的檢測速率,應(yīng)用電子學的方法難以實現(xiàn),利用光的衍射現(xiàn)象的高速頻譜分析便可解決。
(4)信息容量大
被測信號以光波為載體,而光的頻率極高,所容納的頻帶很寬,同一根光纖可以傳輸多路信號。
(5)適用于惡劣環(huán)境
光纖是一種電介質(zhì),耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾,可用于其它傳感器所不適應(yīng)的惡劣環(huán)境中。
此外,光纖傳感器還具有質(zhì)量輕、體積小、可繞曲、測量對象廣泛、復(fù)用性好、成本低等特點。
標簽: 光纖傳感器
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