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P+F光纖傳感器的工作原理
點擊次數(shù):2700 更新時間:2014-04-21 打印本頁面 返回

P+F光纖傳感器的工作原理P+F光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器,使待測參數(shù)與進入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(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(diào)制的信號光,再過利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量
P+F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(diào)制的光信號。其工作原理基于光纖的光調(diào)制效應(yīng),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(xiàn)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(jīng)分光器分為兩路,一為基準光路,另一為測量光路。外界參數(shù)(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(chǎn)生不同數(shù)量的干涉條紋,對它的模向移動進行計數(shù),就可測量溫度或壓等。
(2)結(jié)構(gòu)型光纖傳感器原理,結(jié)構(gòu)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(zhì),所以又稱為傳光型或非功能型光纖傳感器。
P+F光纖傳感器特點一。靈敏度較高;
二。幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性,可以制成任意形狀的光纖傳感器;
三。可以制造傳感各種不同物理信息(聲、磁、溫度、旋轉(zhuǎn)等)的器件;
四。可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境;
五。而且具有與光纖遙測技術(shù)的內(nèi)在相容性。
P+F光纖傳感器的優(yōu)點是與傳統(tǒng)的各類傳感器相比,P+F光纖傳感器用光作為敏感信息的載體,用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì),具有光纖及光學(xué)測量的特點,有一系列*的優(yōu)點。電絕緣性能好,抗電磁干擾能力強,非侵入性,高靈敏度,容易實現(xiàn)對被測信號的遠距離監(jiān)控,耐腐蝕,防爆,光路有可撓曲性,便于與計算機聯(lián)接。
P+F光纖傳感器朝著靈敏、、適應(yīng)性強、小巧和智能化的方向發(fā)展,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
P+F光纖傳感器可以黏貼在結(jié)構(gòu)物表面用于測量,同時也可以通過預(yù)埋實現(xiàn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量的測量。利用預(yù)先埋入的光纖傳感器,可以對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷過程中內(nèi)部應(yīng)變的測量,再根據(jù)荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線斜率,可確定結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的形成和擴展方式。通過混凝土實驗表明,光纖測試的載荷-應(yīng)變曲線比應(yīng)變片測試的線性度高。
P+F光纖傳感器的輕巧性、耐用性和長期穩(wěn)定性,使其能夠方便的應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)和混凝土等各種建筑材料的內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變檢測。實現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)的健康檢測。
P+F光纖傳感器的另外一個大類是利用光纖的傳感器。其結(jié)構(gòu)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(jié)合。光纖的導(dǎo)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*類傳感器稍低。P+F光纖傳感器的工作原理

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