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     日本OMRON歐姆龍光纖傳感器的發(fā)展方向及性能特點

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(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,，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(dǎo)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(yīng)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干擾的性能,，徑細(xì)、質(zhì)軟,、重量輕的機械性能,；絕緣、無感應(yīng)的電氣性能,；耐水,、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等,，它能夠在人達(dá)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(jìn)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(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(zhǔn)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(jìn)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干擾的性能,，徑細(xì)、質(zhì)軟,、重量輕的機械性能;絕緣,、無感應(yīng)的電氣性能;耐水、耐高溫,、耐腐蝕的化學(xué)性能等,，它能夠在人達(dá)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(yīng)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(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(yuǎn)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(yīng)性強、小巧和智能化的方向發(fā)展,，它能夠在人達(dá)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,。 [3] 

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(jìn)行調(diào)制， 使傳輸?shù)墓獾膹姸?、相位,、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(jìn)行解調(diào),， 從而得出被測信號,。

光纖在其中不僅是導(dǎo)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(dǎo)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)男盘柌皇茈姶鸥蓴_的影響,。

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(fù)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(wù)。在狹小的空間里,，在強電磁干擾和高電壓的環(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?、相位、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(fù)4次方弧度的微小相位變化所對應(yīng)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(dāng)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(dǎo)航系統(tǒng),。,。