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非功能型光纤传感器基本原理

发布时间:2022-04-07人气:86

        非功能型光纤传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化, 光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。

        光纤在其中仅起导光作用,光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。

        优点:光纤即可用于电气隔离,有用于数据传输,且光纤传输的信号不受电磁干扰的影响。

        实用化的大都是非功能型的光纤传感器。AnyWay的变频电压传感器、变频电流传感器、变频功率传感器(一种电压、电流组合式传感器)就属于非功能型的光纤传感器,在复杂电磁环境下的电量测量中,有其独到的优势。

        光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的能力。光纤传感器有70多种,大致上分成光纤自身传感器和利用光纤的传感器。

        所谓光纤自身的传感器,就是光纤自身直接接收外界的被测量。外接的被测量物理量能够引起测量臂的长度、折射率、直径的变化,从而使得光纤内传输的光在振幅、相位、频率、偏振等方面发生变化。测量臂传输的光与参考臂的参考光互相干涉(比较),使输出的光的相位(或振幅)发生变化,根据这个变化就可检测出被测量的变化。光纤中传输的相位受外界影响的灵敏度很高,利用干涉技术能够检测出10的负4次方弧度的微小相位变化所对应的物理量。利用光纤的绕性和低损耗,能够将很长的光纤盘成直径很小的光纤圈,以增加利用长度,获得更高的灵敏度。

         光纤声传感器就是一种利用光纤自身的传感器。当光纤受到一点很微小的外力作用时,就会产生微弯曲,而其传光能力发生很大的变化。声音是一种机械波,它对光纤的作用就是使光纤受力并产生弯曲,通过弯曲就能够得到声音的强弱。光纤陀螺也是光纤自身传感器的一种,与激光陀螺相比,光纤陀螺灵敏度高,体积小,成本低,可以用于飞机、舰船、导弹等的高性能惯性导航系统。


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