光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理及分類

光纖傳感器

光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的電信號的裝置。它的電源、敏感元件、信號接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導(dǎo)線連接，見圖(a)。光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光、信號處理系統(tǒng)以及光纖構(gòu)成。

由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。這時，光的某一性質(zhì)受到被測量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光，使光信號變?yōu)殡娦盘?，后?jīng)信號處理得到所期待的被測量。

統(tǒng)控制信息無法獲得,進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作

統(tǒng)控制的信息就無法獲得,進而使整個系統(tǒng)就無法正常有效的工作。我國傳感器的研究主要集中在專業(yè)研究所和大學(xué),始于20世紀(jì)80年代,與國外先進技術(shù)相比,我們還有較大差距,主要表現(xiàn)在: (1)先進的計算、模擬和設(shè)計方法; (2)先進的微機械加工技術(shù)與設(shè)備; (3)先進的封裝技術(shù)與設(shè)備; 溫度是冶金、鋼鐵、焊接、化工等行業(yè)進行質(zhì)量控制和確保順利生產(chǎn)的重要參數(shù)，傳統(tǒng)的測溫方法有熱電偶法和光學(xué)高溫計法，熱電偶法是接觸式測溫，如用鉑銠熱電偶，鎢錸熱電偶等，探頭置于被測環(huán)境中，溫差電壓經(jīng)電路轉(zhuǎn)換后在儀表上直接顯示溫度，高溫?zé)Y(jié)爐多用這種方法，這些溫度傳感器盡管操作方便，性能穩(wěn)定，但是因為接觸式測溫，熱電偶冷熱端距離遠，體積大，而且采用稀有的貴重金屬，造價昂貴，使用壽命短， 光學(xué)高溫計法是接觸式測溫，通過比較輻射源的色溫和燈絲色溫來測定溫度，或者發(fā)射一激光束，通過被測體的反射束來測溫而光纖溫度傳感器較其它測溫儀具有測量精度高，抗電磁干擾，體積小，可自由彎曲等優(yōu)點，可應(yīng)用于，空間狹小，直接瞄準(zhǔn)有困難的場合，因而受到了廣泛地重視。

光纖傳感器已被廣泛應(yīng)用于、電力、石油、建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域

光纖傳感器已被廣泛應(yīng)用于、電力、石油、建筑、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感器將與無線傳感技術(shù)一起在物聯(lián)網(wǎng)中起到更為重要的作用。

1、油氣應(yīng)用

光纖傳感器可以克服惡劣的井下環(huán)境取代傳統(tǒng)的電子傳感器，實現(xiàn)油井的持氣率、含水率、壓力、溫度、多相流和聲波的測量。目前在石油測井系統(tǒng)中主要應(yīng)用的是非本征光纖F-P腔傳感器。

國內(nèi)陸上油田以新疆克拉瑪依和遼河油田為代表，已經(jīng)進行了大量實驗。在國內(nèi)，包括山東激光所在內(nèi)，很多機構(gòu)都在和石油公司開展光纖傳感方面的合作研究。

光纖傳感器中光纖本身就是敏感元件，直接接受外界的被測量。根據(jù)光纖在傳感器中的作用，可分為功能型光纖傳感器、非功能型光纖傳感器和拾光型光纖傳感器為功能型光纖傳感器。功能型光纖傳感器中的光纖本身可以感受被測量，光在光纖內(nèi)部傳遞時，被測量使光纖的特性發(fā)生變化，光信號被光纖測量、調(diào)制。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較緊湊、靈敏度高;缺點是需要使用特殊光纖，成本比較高，常見的應(yīng)用有光纖水聽器等。