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     日本OMRON歐姆龍光纖傳感器的完整細節(jié)解析

OMRON光纖傳感器是一種將被測對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y的光信號的傳感器,。OMRON光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經(jīng)由光纖送入調(diào)制器，在調(diào)制器內(nèi)與外界被測參數(shù)的相互作用,， 使光的光學性質(zhì)如光的強度,、波長、頻率,、相位,、偏振態(tài)等發(fā)生變化，成為被調(diào)制的光信號,，再經(jīng)過光纖送入光電器件,、經(jīng)解調(diào)器后獲得被測參數(shù)。整個過程中,，光束經(jīng)由光纖導入,，通過調(diào)制器后再射出，其中光纖的作用首先是傳輸光束,，其次是起到光調(diào)制器的作用,。 

傳感器在朝著靈敏、精確,、適應性強,、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中,，OMRON光纖傳感器這個傳感器家族的新成員備受青睞,。光纖具有很多優(yōu)異的性能,，例如：具有抗電磁和原子輻射的性能，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,。

特點

1、因反射體中使用了棱鏡,，所以與通用的反射型光控傳感器器相比,，其檢測性能更高、更可靠

2 ,、與分離式光控傳感器相比,，電路連接更簡單容易。

3,、 子母扣嵌入式的設(shè)計,，安裝更為簡單

用途

1、用于電話,、網(wǎng)絡(luò)寬帶等數(shù)字型號傳輸,。

2、用于自動售貨機,、金融終端有關(guān)的設(shè)備,、點鈔機的、卡,、硬幣,、存折等的通過情況

3、用于自動化設(shè)備上產(chǎn)品定位,、計數(shù),、識別。

OMRON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,，導致光的光學性質(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,，再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,，完成測量。

OMRON光纖傳感器的測量原理有兩種,。

（1）物性型OMRON光纖傳感器原理,，物性型OMRON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,，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OMRON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OMRON光纖傳感器原理,，結(jié)構(gòu)型OMRON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OMRON光纖傳感器,。

光纖具有很多優(yōu)異的性能,，例如：具有抗電磁和原子輻射的性能，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,，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,。

一、靈敏度較高,；

二,、幾何形狀具有多方面的適應性，可以制成任意形狀的OMRON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。

OMRON光纖傳感器的優(yōu)點是與傳統(tǒng)的各類傳感器相比,，OMRON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)，具有光纖及光學測量的特點,，有一系列的優(yōu)點,。電絕緣性能好，抗電磁能力強,，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,。

傳感器朝著靈敏,、精確、適應性強,、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,。

根據(jù)光受被測對象的調(diào)制形式可以分為：強度調(diào)制型,、偏振態(tài)制型、相位制型,、頻率制型,；

根據(jù)光是否發(fā)生干涉可分為：干涉型和非干涉型；

根據(jù)是否能夠隨距離的增加連續(xù)地監(jiān)測被測量可分為：分布式和點分式,；

根據(jù)光纖在傳感器中的作用可以分為：一類是功能型（Functional Fiber,，縮寫為FF)傳感器，又稱為傳感型傳感器,； 另一類是非功能型（Non Functional Fiber縮寫為NFF),，又稱為傳光型傳感器。

功能型

功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件,， 被測量對光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M行調(diào)制,， 使傳輸?shù)墓獾膹姸取⑾辔?、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化,， 再通過對被調(diào)制過的信號進行解調(diào)， 從而得出被測信號,。

光纖在其中不僅是導光媒質(zhì),，而且也是敏感元件，光在光纖內(nèi)受被測量調(diào)制,，多采用多模光纖,。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高,。

缺點：須用特殊光纖,，成本高,，

典型例子：光纖陀螺、光纖水聽器等,。

非功能光纖型

非功能型OMRON光纖傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化,， 光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)，常采用單模光纖,。

光纖在其中僅起導光作用,，光照在光纖型敏感元件上受被測量調(diào)制。

優(yōu)點：光纖即可用于電氣隔離,，有用于數(shù)據(jù)傳輸,，且光纖傳輸?shù)男盘柌皇茈姶诺挠绊憽?/span>

實用化的大都是非功能型的OMRON光纖傳感器。AnyWay的變頻電壓傳感器,、變頻電流傳感器,、變頻功率傳感器（一種電壓、電流組合式傳感器）就屬于非功能型的OMRON光纖傳感器,，在復雜電磁環(huán)境下的電量測量中,，有其獨到的優(yōu)勢。

OMRON光纖傳感器是最近幾年出現(xiàn)的新技術(shù),，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(shù)難以完成的測量任務,。在狹小的空間里,，在強電磁和高電壓的環(huán)境里，OMRON光纖傳感器都顯示出了的能力,。OMRON光纖傳感器有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?、頻率,、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(shù)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,、等的高性能慣性導航系統(tǒng),。。

傳光型光纖

傳光型OMRON光纖傳感器是將經(jīng)過被測對象所調(diào)制的光信號輸入光纖后,，通過在輸出端進行光信號處理而進行測量的,，這類傳感器帶有另外的感光元件對待測物理量敏感，光纖僅作為傳光元件,，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進行調(diào)制的敏感元件才能組成傳感元件,。OMRON光纖傳感器根據(jù)其測量范圍還可分為點式OMRON光纖傳感器、積分式OMRON光纖傳感器,、分布式OMRON光纖傳感器三種,。其中，分布式OMRON光纖傳感器被用來檢測大型結(jié)構(gòu)的應變分布,，可以快速無損測量結(jié)構(gòu)的位移,、內(nèi)部或表面應力等重要參數(shù)。用于土木工程中的OMRON光纖傳感器類型主要有Math-Zender干涉型OMRON光纖傳感器，F(xiàn)abry-pero腔式OMRON光纖傳感器,，光纖布喇格光柵傳感器等,。

OMRON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)部應力,、應變檢測。實現(xiàn)的建筑結(jié)構(gòu)的健康檢測,。

OMRON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。

光纖在傳感器家族中是,，它憑借著光纖的優(yōu)異性能而得到廣泛的應用,，是在生產(chǎn)實踐中值得注意的一種傳感器。

OMRON光纖傳感器憑借著其大量的優(yōu)點已經(jīng)成為傳感器家族的,，并且在各種不同的測量中發(fā)揮著自己獨到的作用,，成為傳感器家族中*的一員。