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光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器比較

目前在中國市場上，布拉格光纖光柵(配備ASE寬帶光源)和基于光時(shí)域反射的分布式傳感器是應(yīng)用最為廣泛的光纖傳感技術(shù)。該技術(shù)基本上可以滿足中低端一般市場的需求而被業(yè)內(nèi)人士所熟知。而現(xiàn)在介紹的光譜線寬窄至2kHz的單頻光纖激光器，及其引申出來的最新一代光傳感技術(shù)完全有別于我們現(xiàn)在所知道的光纖傳感。這種新的技術(shù)方案能夠完全勝任電傳感和一般光纖傳感無法完成的高端市場對(duì)超遠(yuǎn)距離、超高精度和超高敏感的更高需求，而這項(xiàng)技術(shù)目前在中國尚處于立項(xiàng)和預(yù)研階段。 與傳統(tǒng)傳感技術(shù)相比，基于光纖的傳感器主要有如下幾大優(yōu)勢： 1、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易多路重復(fù)使用； 2、抗惡劣環(huán)境、抗電磁干擾以及抗化學(xué)腐蝕； 3、在傳感點(diǎn)無需用電、可以長距離分布式傳感； 4、可低成本大規(guī)模生產(chǎn) 繼光纖通訊后，光纖傳感也迎來了重要的發(fā)展契機(jī)。其在安保、軍事、石油/天然氣、電力以及科學(xué)研究方面具有廣泛而巨大的應(yīng)用價(jià)值，尤其是在西方發(fā)達(dá)國家更有燎原之勢，前途不可限量。采用單頻光纖激光器做光傳感，其光學(xué)原理就是光頻時(shí)域反射。

2023

01-06

光纖傳感器的結(jié)構(gòu)原理及分類

1、光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理 以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的電信號(hào)的裝置。它的電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導(dǎo)線連接。光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號(hào)的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光接收器、信號(hào)處理系統(tǒng)以及光纖構(gòu)成。 由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。這時(shí)，光的某一性質(zhì)受到被測量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，最后經(jīng)信號(hào)處理得到所期待的被測量。 可見,光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較，在測量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)—電測量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學(xué)測量為基礎(chǔ)。 光是一種電磁波，其波長從極遠(yuǎn)紅外的lmm到極遠(yuǎn)紫外線的10nm。它的物理作用和生物化學(xué)作用主要因其中的電場而引起。因此，討論光的敏感測量必須考慮光的電矢量E的振動(dòng)，即 A——電場E的振幅矢量；ω——光波的振動(dòng)頻率； φ——光相位；t——光的傳播時(shí)間。 可見，只要使光的強(qiáng)度、偏振態(tài)(矢量A的方向)、頻率和相位等參量之一隨被測量狀態(tài)的變化而變化，或受被測量調(diào)制，那么，通過對(duì)光的強(qiáng)度調(diào)制、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制等進(jìn)行解調(diào)，獲得所需要的被測量的信息。 2、光纖傳感器的分類 注：MM多模；SM單模；PM偏振保持；a,b,c功能型、非功能型、拾光型

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