關(guān)于光纖傳感器的不同種類的劃分以及各自特點(diǎn)解析

在生活中，你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的光纖傳感器，那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)光纖傳感器。

光纖傳感器的分類

1、位調(diào)制型光纖傳感器

其基本原理是：在被測(cè)能量場(chǎng)的作用下，光纖中光波的相位發(fā)生變化，然后利用干涉技術(shù)將相位變化轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)變化，從而檢測(cè)出物理量被測(cè)量。相位調(diào)制光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度極高、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍大、響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)是對(duì)光源的要求比較高，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的精度要求比較高，所以成本也比較高。

2、度調(diào)制型光纖傳感器

其基本原理是被測(cè)物理量引起光纖中傳輸光強(qiáng)的變化，通過檢測(cè)光強(qiáng)的變化來實(shí)現(xiàn)被測(cè)測(cè)量。由恒定光源發(fā)出的一定強(qiáng)度的激光注入傳感頭。在傳感頭中，光強(qiáng)在被測(cè)信號(hào)的作用下發(fā)生變化，即受到外場(chǎng)的調(diào)制，使得輸出光強(qiáng)的包絡(luò)與被測(cè)信號(hào)的形狀相同，而光電探測(cè)器測(cè)量的輸出電流也以同樣的方式調(diào)制。信號(hào)處理電路再次檢測(cè)調(diào)制信號(hào)以獲得測(cè)量信號(hào)。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實(shí)現(xiàn)。因此，它的開發(fā)和應(yīng)用較早?，F(xiàn)已成功應(yīng)用于位移、壓力、表面粗糙度、加速度、間隙、力、液位、振動(dòng)、輻射等測(cè)量。強(qiáng)度調(diào)制的方式很多，大致可分為反射式強(qiáng)度調(diào)制、透射式強(qiáng)度調(diào)制、光模強(qiáng)度調(diào)制、折射率和吸收系數(shù)強(qiáng)度調(diào)制等。一般將反射型強(qiáng)度調(diào)制、透射型強(qiáng)度調(diào)制、折射率強(qiáng)度調(diào)制稱為外調(diào)制型，光模式稱為內(nèi)調(diào)制型。但由于原理的限制，容易受到光源波動(dòng)和連接器損耗變化的影響，所以這種傳感器只能用于干擾源較小的場(chǎng)合。

3、振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器

其基本原理是利用光偏振態(tài)的變化來傳遞被測(cè)物體的信息。光波是橫波，其光矢量與傳播方向垂直。如果光波的光矢量方向始終相同，但其大小隨相位而變化，則這種光稱為線偏振光。光矢量與光的傳播方向所形成的平面就是線偏振光的振動(dòng)平面。如果光矢量的大小保持不變，其方向繞傳播方向勻速旋轉(zhuǎn)，則光矢量末端的軌跡是一個(gè)圓，這種光稱為圓偏振光。如果光矢量的大小和方向有規(guī)律地變化，并且光矢量的末端沿橢圓旋轉(zhuǎn)，這種光稱為橢圓偏振光。利用光波的偏振特性，可以制造偏振調(diào)制光纖傳感器。在許多光纖系統(tǒng)中，尤其是那些包含單模光纖的系統(tǒng)中，偏振起著重要的作用。許多物理效應(yīng)會(huì)影響或改變光的偏振態(tài)，有些效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致雙折射。

4、長調(diào)制型光纖傳感器

傳統(tǒng)的波長調(diào)制光纖傳感器是利用傳感探頭的光譜特性隨外界物理量的變化而實(shí)現(xiàn)的。這種傳感器大多是非功能性傳感器。在波長調(diào)制光纖探頭中，光纖只是簡單地作為光導(dǎo)，即入射光被送到測(cè)量區(qū)域，返回的調(diào)制光被送到分析儀。光纖波長檢測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵是光源和光譜分析儀的良好性能，這對(duì)傳感系統(tǒng)的穩(wěn)定性和分辨率具有決定性影響。光纖波長調(diào)制技術(shù)主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域。

5、率調(diào)制型光纖傳感器

其基本原理是利用運(yùn)動(dòng)物體反射或散射光的多普勒頻移效應(yīng)來檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)速度，即光頻與受光器與光源之間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)它們相對(duì)靜止時(shí)，它們接收光的振蕩頻率;當(dāng)它們之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收光的頻率與其振蕩頻率發(fā)生偏移，頻率偏移的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向有關(guān)。因此，這類傳感器多用于測(cè)量物體的速度。還有其他頻率調(diào)制方法。例如，某些材料的吸收和熒光隨外參數(shù)發(fā)生頻率變化，量子相互作用引起的布里淵和拉曼散射也是一種頻率調(diào)制現(xiàn)象。它的主要應(yīng)用是測(cè)量流體流量。其他包括氣體傳感器，當(dāng)物質(zhì)受到強(qiáng)光照射時(shí)使用拉曼散射來測(cè)量氣體濃度或監(jiān)測(cè)大氣污染;使用光致發(fā)光的溫度傳感器。

相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)光纖傳感器有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。