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      關(guān)于德國(guó)SICK施克光纖傳感器WLL180T-E232在土木工程領(lǐng)域里應(yīng)用多樣化

SICK光纖傳感器是一種將被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的傳感器,。SICK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(cè)參數(shù)的相互作用， 使光的光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度,、波長(zhǎng),、頻率、相位,、偏振態(tài)等發(fā)生變化,，成為被調(diào)制的光信號(hào)，再經(jīng)過(guò)光纖送入光電器件,、經(jīng)解調(diào)器后獲得被測(cè)參數(shù),。整個(gè)過(guò)程中，光束經(jīng)由光纖導(dǎo)入,，通過(guò)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(qiáng),、小巧和智能化的方向發(fā)展,。在這一過(guò)程中，SICK光纖傳感器這個(gè)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(jī)械性能；絕緣,、無(wú)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(duì)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(diǎn)

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(cè)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(jiǎn)單容易,。

3,、 子母扣嵌入式的設(shè)計(jì)，安裝更為簡(jiǎn)單

用途

1,、用于電話,、網(wǎng)絡(luò)寬帶等數(shù)字型號(hào)傳輸。

2,、用于自動(dòng)售貨機(jī),、金融終端有關(guān)的設(shè)備、點(diǎn)鈔機(jī)的,、卡,、硬幣、存折等的通過(guò)情況

3,、用于自動(dòng)化設(shè)備上產(chǎn)品定位,、計(jì)數(shù)、識(shí)別

SICK光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器,，使待測(cè)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(qiáng)度、波長(zhǎng),、頻率,、相位,、偏振態(tài)等）發(fā)生變化,，稱為被調(diào)制的信號(hào)光，再利用被測(cè)量對(duì)光的傳輸特性施加的影響,，完成測(cè)量,。

SICK光纖傳感器的測(cè)量原理有兩種。

（1）物性型SICK光纖傳感器原理，物性型SICK光纖傳感器是利用光纖對(duì)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(hào),。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(chǎng),、磁場(chǎng)等等改變時(shí),，其傳光特性，如相位與光強(qiáng),，會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象,。

因此，如果能測(cè)出通過(guò)光纖的光相位,、光強(qiáng)變化,，就可以知道被測(cè)物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型SICK光纖傳感器,。激光器的點(diǎn)光源光束擴(kuò)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(cè)量光路,。外界參數(shù)(溫度,、壓力,、振動(dòng)等)引起光纖長(zhǎng)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(duì)它的模向移動(dòng)進(jìn)行計(jì)數(shù),，就可測(cè)量溫度或壓等,。

（2）結(jié)構(gòu)型SICK光纖傳感器原理,，結(jié)構(gòu)型SICK光纖傳感器是由光檢測(cè)元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測(cè)量電路所組成的測(cè)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SICK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(jī)械性能;絕緣,、無(wú)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(duì)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,。

根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式可以分為：強(qiáng)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(cè)被測(cè)量可分為：分布式和點(diǎn)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(xiě)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(xiě)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(cè)量對(duì)光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制,， 使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度,、相位,、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化,， 再通過(guò)對(duì)被調(diào)制過(guò)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào),， 從而得出被測(cè)信號(hào),。

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(cè)量調(diào)制,，多采用多模光纖,。

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高,。

缺點(diǎn)：須用特殊光纖，成本高,，

典型例子：光纖陀螺,、光纖水聽(tīng)器等,。

非功能光纖型

非功能型SICK光纖傳感器是利用其它敏感元件感受被測(cè)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(cè)量調(diào)制,。

優(yōu)點(diǎn)：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?hào)不受電磁干擾的影響,。

實(shí)用化的大都是非功能型的SICK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SICK光纖傳感器,，在復(fù)雜電磁環(huán)境下的電量測(cè)量中,，有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。

SICK光纖傳感器是最近幾年出現(xiàn)的新技術(shù),，可以用來(lái)測(cè)量多種物理量,，比如聲場(chǎng)、電場(chǎng),、壓力,、溫度、角速度,、加速度等,，還可以完成現(xiàn)有測(cè)量技術(shù)難以完成的測(cè)量任務(wù)。在狹小的空間里,，在強(qiáng)電磁干擾和高電壓的環(huán)境里,，SICK光纖傳感器都顯示出了的能力。SICK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(cè)量,。外接的被測(cè)量物理量能夠引起測(cè)量臂的長(zhǎng)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(cè)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(gè)變化就可檢測(cè)出被測(cè)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(cè)出10的負(fù)4次方弧度的微小相位變化所對(duì)應(yīng)的物理量。利用光纖的繞性和低損耗,，能夠?qū)⒑荛L(zhǎng)的光纖盤成直徑很小的光纖圈,，以增加利用長(zhǎng)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(diǎn)很微小的外力作用時(shí),，就會(huì)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(jī)械波,，它對(duì)光纖的作用就是使光纖受力并產(chǎn)生彎曲,，通過(guò)彎曲就能夠得到聲音的強(qiáng)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(jī)、艦船,、等的高性能慣性導(dǎo)航系統(tǒng),。。