光纖傳感器是利用光導纖維的傳光特性,把被測量轉換為光特性改變的傳感器。光纖傳感器主要由光源、入射光纖、出射光纖、光調制器、光探測器以及解調制器組成。其基本原理是將光源的光經入射光纖送入調制區內,光在調制區內與外界被測參數相互作用,使光的光學性質發生變化而成為被調制的信號光,再經出射光纖送入光探測器、解調器而獲得被測參數。

如果按光在光纖中被調制的原理不同,可將光纖傳感器分為:強度調制型、相位調制型、偏振態調制型、頻率調制型、波長調制型等。

光纖傳感器如果依據傳感原理還可分為傳光型傳感器和傳感型傳感器。在傳光型光纖傳感器中,光纖只是作為光的傳輸媒質,是依靠其它敏感元件來完成對被測信號感覺的,這種傳感器的出射光纖和入射光纖是不連續的,兩者之間的調制器是光譜變化的敏感元件或其它性質的敏感元件。在傳感型光纖傳感器中光纖兼有對被測信號的敏感及光信號的傳輸作用,會將信號的“感”和“傳”結合起來,所以這類傳感器中的光纖是連續的

從基本原理來看,光纖傳感器會根據所測試的外部環境參數的變化來改變其傳播的光波的一個或幾個屬性,比如強度、相位、偏振狀態以及頻率等。非國定型C混合型)光纖傳感器僅僅將光纖作為光波在設備與傳感元件之間的傳輸介質,而國定型光纖傳感器則將光纖本身作為傳感元件使用。

光纖傳感技術的核心是光纖條纖細的玻璃線,光波能夠在其中心進行傳搔。光纖主要由三個部分組成:纖芯(core),包層( cladding)和保護( ouffercoating)。其中包層能夠將纖芯發出的雜散光波反射回纖芯中,以保證光波在纖芯中具有低的傳輸損耗。這個功能的實現原理是纖亢的光折射率比包層的折射率高,這樣光波從纖芯傳搔到包層的時候會發生全內反射。外面的保護層提供保護作用,避免外界環境或外力對光纖造成損壞。而且可以根據需要要強和保護程序的不同,使用多層保護層

光纖傳感器是近幾年出現的新技術,可以用來測量多種物理量,比如聲場、電場、壓力、溫度、角速度、加速度等,還可以完成現有測量技術難以完成的測量任務。在狹小的空間里,在強電磁干擾和高電壓的環境里,光纖傳感器都顯示出了獨特的能力。目前光纖傳感器已經有70多種,大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器

光纖傳感器的主要特點

光纖傳感器具有高靈敏度、耐高溫、可以抗電磁干擾,無電火花、高絕緣性、耐魔蝕、能在有毒的氣體和強輻射的現場工作,它的尺寸小具有撓曲的隨意性。因此廣泛用于軍事、電力工程、機械制造、石油化工、交通運輸、核工程、計量以及醫學、生物工程等方面。

著名傳感器線上商城工采網ISweek 從加拿大進口了三款光纖壓力傳感器，分別是是專為醫療領域涉及的超小體積，可以達到125微米，高精度的光纖壓力傳感器 - FOP-125，主要用在可能出現高溫的場合，如航空和國防。除此之外，此款傳感器也是惡劣和危險環境下一般工業應用的光纖壓力傳感器 - FOP-M，以及專為醫療領域涉及的小體積，高精度的傳感器。完全抗電磁干擾且對人體完全本質安全的顱內壓、肺部壓力、動脈血壓光纖壓力傳感器 - FOP-M260。

光纖壓力傳感器 - FOP-M是專門為宇航和國防的高溫領域而設計。FOP-M可以承受150℃?(302°F)的高溫。與大多數的傳統壓力傳感器設計不同，FOP-M采用獨特的硅晶體振動膜的偏轉設計。傳感器完全不受電磁和射頻干擾，內在可靠性適用于危險和高溫環境。

著名傳感器線上商城工采網從加拿大進口了三款質量與性能齊飛的光纖溫度傳感器，應用于不同的領域，分別是非常適合在極端環境下測量溫度的光纖溫度傳感器 - FOT-L-BA型號和光纖溫度傳感器FOT-L-SD型號，以及特別為一些電子爆炸環境當中溫度的測量而開發的光纖溫度傳感器 - FOT-HERO。

光纖傳感頭端部由Cr3+離子摻雜, 實現光激勵時的熒光發射。 摻雜部分光纖長度為8～10 mm。 端部光纖的外表面同時鍍覆黑體腔, 用于輻射測溫。 (這時,光纖黑體腔長度與直徑之比大于10,可以滿足黑體腔表觀輻射率恒定的要求)。 值得注意的是, 避免或減少熒光發射部分與熱輻射部分的相互干擾, 對保證整個系統的性能十分重要。

經過分析, 可以發現這種干擾主要表現為:

1) 熒光信號中輻射背景信號對熒光壽命檢測精度的影響,

2) 光纖表面鍍覆對熒光強度的影響,

3) 光纖內Cr3+離子摻雜對黑體腔熱輻射信號的影響。

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