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光纖傳感技術的研究進展和應用前景-光纜金具
發布日期:2017-6-28   點擊次數:1337

光纖傳感技術的研究進展和應用前景

時則通過某種換能媒介間接對光纖內傳輸光波的某些特征進行調制。

偏振態調制型光纖傳感器以光纖中傳輸光的偏振態變化來表示被測物理量,光纜金具用不同的檢偏裝置進行解調,多利用磁光效應、光彈效應等進行磁場、應力等物理量的測量。由于光纖中光波的偏振態在外界微擾下經常不規則地變化,光纜金具這使得該種調制方式在穩定工作和檢測上存在困難。

光纖傳感器一般由光源、傳輸光纖、傳感探頭(檢波器)、光電轉換及信號 處理四部分組成。光纜金具光源發出的光波通過入射光纖傳輸到傳感探頭,受到被測物 理量的調制,然后攜帶調制信息的光波經光電轉換后變為電信號,光纜金具通過解調即 可得到被測物理量的狀態。

按照光纖中的光被調制的特征參量來分,可將光纖傳感器分成光強調制型、相位調制型、偏振態調制型、光纜金具波長調制型和頻率調制型。由于前兩種調制方式的檢測原理相對成熟,被測對象十分廣泛,因此大量的工業用光纖傳感設備采用強度調制型或者相位調制型光纖傳感器。在強度調制型光纖傳感方案中,以光纖輸出光強的變化來表示被測物理量,多采用多模光纖。被測物理量直接與光纖或者與和光纖固定在一起的裝置相互作用,從而直接改變光纖中傳輸的光強。光纜金具強度調制型光纖傳感技術的優勢在于結構簡單,成本低,但所能達到的靈敏度有限。

 根據光纖是否為敏感元件,可將光纖傳感器分成非本征型和本征型兩大類。光纜金具在非本征型光纖傳感器中,光纖只起傳光作用,傳感探頭為其他敏感元件。這類光纖傳感器的關鍵在于傳感探頭與光纖的兼容性,而傳感探頭本身并不具有光纖的一些優良傳感特性。光纜金具而本征型光纖傳感器則利用光纖本身作為敏感元件,有時被測物理量直接對光纖內傳輸光波的某些特征進行調制

考慮到大多數傳感應用中并不要求極高的靈敏度,光纜金具強度調制型傳感器的綜合性能足以與現有的其他非光纖傳感器競爭,因而有可觀的市場前景。對于相位調制型光纖傳感技術,以光纖中光的相位變化來表示被測物理量,通常對雙光束或者多光束干涉信號進行解調獲得相位信息,光纜金具多采用單模光纖。無論傳感對象是磁場、聲場,還是溫度、位移等各種物理現象,理論上都具有高出現有各種傳感技術幾個數量級的靈敏度。這種傳感方式幾何結構靈活多樣,光纜金具且靈敏度、分辨率等關鍵性能指標非常高,在很多場合都具有應用價值。

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