系統(tǒng)版本:傳感系統(tǒng)
光纖傳感器是一種將被測對象的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y的光信號的傳感器。光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經由光纖送入調制器,在調制器內與外界被測參數的相互作用, 使光的光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化,成為被調制的光信號,再經過光纖送入光電器件、經解調器后獲得被測參數。整個過程中,光束經由光纖導入,通過調制器后再射出,其中光纖的作用首先是傳輸光束,其次是起到光調制器的作用。
光纖傳感器的工作原理:將來自光源的光經過光纖送入調制器,使待測參數與進入調制區(qū)的光相互作用后,導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調制的信號光,再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量。
光纖傳感器的測量原理有兩種:
(1)物性型光纖傳感器原理,物性型光纖傳感器是利用光纖對環(huán)境變化的敏感性,將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應,即光纖在外界環(huán)境因素,如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時,其傳光特性,如相位與光強,會發(fā)生變化的現象。
因此,如果能測出通過光纖的光相位、光強變化,就可以知道被測物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型光纖傳感器。激光器的點光源光束擴散為平行波,經分光器分為兩路,一為基準光路,另一為測量光路。外界參數(溫度、壓力、振動等)引起光纖長度的變化和相位的光相位變化,從而產生不同數量的干涉條紋,對它的模向移動進行計數,就可測量溫度或壓等。
(2)結構型光纖傳感器原理,結構型光纖傳感器是由光檢測元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測量電路所組成的測量系統(tǒng)。其中光纖僅作為光的傳播媒質,所以又稱為傳光型或非功能型光纖傳感器。