光纤传感器的概述
光纤传感器的基本工作原理是将光源发出的光通过光纤发送到调制器。后被测参数与进入调制的光,光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振状态,等等)的变化,也就是光调制信号,然后使用测量光透射特性的影响来完成测量。
光纤传感器有两种测量原理。
(1)物理性质型光纤传感器的原理。物性型光纤传感器利用光纤对环境亏慎山变化的敏感性,将输入的物理量转换为调制的光信号。它的工作原理是基于光纤的光调制效应,即当温度、压力、电场、磁场等外部环境因素发生变化时,其光传输特性,如相位和光强等都会发生变化。
因此,如果能通过光纤测量光的相位和光强的变化,就可以知道被测物理量的变化。这种类型的传感器也称为敏感元件型或功能性光纤传感器。激光的点光源光束扩散成平行波,经分束器分成两条路径,一条是参考光路,一条是测量孝物光路。外部参数(温度、压力、振动等)使光纤长度发生变化,相位的光相位发生变化,从而产生不同数量的干涉条纹。通过计数其运动模式,可以测量温度或压力。
(2)结构化光纤传感器的原理。结构化光纤传感器是由光探测元件(敏感元件)、光纤传输环路和测量电路组成的测量系统。其中光纤仅用作光的传播介质,故又称透光或非功能性光纤传感器。
1. 灵敏度高;
2. 其几何形状适应性强,可制成任意形状的光纤传感器;
3.可以制造能够感知各种物理信息(声音、磁场、温度、旋转等)的设备;
4. 可用于高压、电噪声、高温、腐蚀等恶劣环境。
5.与光纤遥测技术具有内在的兼容性。
光销中纤传感器的优点是与传统传感器相比,光纤传感器利用光作为敏感信息的载体,光纤作为传递敏感信息的介质。它具有光纤和光学测量的特点,并具有一系列独特的优势。电气绝缘性能好,抗电磁干扰能力强,无侵入性,灵敏度高,易于实现对被测信号的远程监控,耐腐蚀,防爆,光路灵活,易于与计算机连接。
传感器正朝着灵敏度、准确性、适应性、紧密性和智能化的方向发展。可用于人们无法到达的地方(如高温地区或对人体有害的地区,如核辐射地区)。它还可以超越人的生理界限,接受人类感官无法感受到的外部信息。
参考资料:百度百科-光纤传感器
光纤式温度传感器工作原理是怎样的
料有光纤、光谱分析仪、透明晶体等,分为分布式、光纤荧光温度传感器。
从室温到1800℃全程测温的光纤温度传感器的系统主要包括端部掺杂的光纤传感头、 Y型石英光纤传导束、 超高亮发光二极管(LED)及驱动电路、 光电探测器、荧光信号处理系统和辐射信号处理系统。
系统的工作原理为: 在低温区(400℃以下), 辐射信号较弱, 系统开启发光二极管(LED)使荧光测温系统工作。 发光二极管发射调制的激励光, 经聚光镜耦合到Y型光纤的分支端, 由Y型光纤并通过光纤耦合器耦合到光纤温度传感头。
光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光, 荧光信号由光纤导出, 并通过光纤耦合器从Y型光纤的另一分支端射出, 由光电探测器接收。
光电探测器输出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理, 计算荧光寿命并由此得到所测温度值。 而在高温区(400℃以上), 辐射信号足够强, 辐射测温系统工作, 发光二极管关闭。
辐射信号通过蓝宝石光纤并通过Y型光纤输出, 由探测器转换成电信号, 系统通过检测辐射信号强度计算得到所测温度。