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光纖傳感器的應用

2009年11月23日 14:59 www.1cnz.cn 作者:佚名 用戶評論(0

光纖傳感器的應用????

????????????????????????????????????????????????????????? 光纖傳感器

? 近年來,傳感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智慧化的方向發(fā)展。在這一過程中,光纖傳感 器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能, 徑細、質(zhì)軟、重量輕的機械性能,絕緣、無感應的電氣性能,耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能 夠在人達不到的地方(如高溫區(qū)),或者對人有害的地區(qū)(如核輻射區(qū)),起到人的耳目的作用,而且還 能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。  
?光纖傳感器是最近幾年出現(xiàn)的新技術,可以用來測量多種物理量,比如聲場、電場、壓力、溫度、角 速度、加速度等,還可以完成現(xiàn)有測量技術難以完成的測量任務。在狹小的空間里,在強電磁干擾和高電 壓的環(huán)境里,光纖傳感器都顯示出了獨特的能力。目前光纖傳感器已經(jīng)有70多種,大致上分成光纖自身傳 感器和利用光纖的傳感器。
   所謂光纖自身的傳感器,就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂 的長度、折射率、直徑的變化,從而使得光纖內(nèi)傳輸?shù)墓庠谡穹⑾辔弧㈩l率、偏振等方面發(fā)生變化。測 量臂傳輸?shù)墓馀c參考臂的參考光互相干涉(比較),使輸出的光的相位(或振幅)發(fā)生變化,根據(jù)這個變化 就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸?shù)南辔皇芡饨缬绊懙撵`敏度很高,利用干涉技術能夠檢測出10的負 4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和低損耗,能夠?qū)⒑荛L的光纖盤成直徑很小 的光纖圈,以增加利用長度,獲得更高的靈敏度。 
  光纖聲傳感器就是一種利用光纖自身的傳感器。當光纖受到一點很微小的外力作用時,就會產(chǎn)生微彎 曲,而其傳光能力發(fā)生很大的變化。聲音是一種機械波,它對光纖的作用就是使光纖受力并產(chǎn)生彎曲,通 過彎曲就能夠得到聲音的強弱。光纖陀螺也是光纖自身傳感器的一種,與激光陀螺相比,光纖陀螺靈敏度 高,體積小,成本低,可以用于飛機、艦船、導彈等的高性能慣性導航系統(tǒng)。如圖就是光纖傳感器渦輪流 量計的原理。 另外一個大類的光纖傳感器是利用光纖的傳感器。其結構大致如下:傳感器位于光纖端部,光纖只 是光的傳輸線,將被測量的物理量變換成為光的振幅,相位或者振幅的變化。在這種傳感器系統(tǒng)中,傳統(tǒng) 的傳感器和光纖相結合。光纖的導入使得實現(xiàn)探針化的遙測提供了可能性。這種光纖傳輸?shù)膫鞲衅鬟m用范 圍廣,使用簡便,但是精度比第一類傳感器稍低。

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