您好, 歡迎來到化工儀器網
中國臺灣力科光纖溫度傳感器的原理
中國臺灣光纖溫度傳感器
1. 光纖傳感器結構原理
以電為基礎的傳統(tǒng)傳感器是一種把測量的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y的電信號的裝置,。它的電源、敏感元件,、信號接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導線連接,。見圖（a）,。光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉變?yōu)榭蓽y的光信號的裝置,。由光發(fā)送器,、敏感元件（光纖或非光纖的）,、光接收器、信號處理系統(tǒng)以及光纖構成,，見圖（b）,。
由光發(fā)送器發(fā)出的光經源光纖引導至敏感元件。這時,，光的某一性質受到被測量的調制,，已調光經接收光纖耦合到光接收器，使光信號變?yōu)殡娦盘?，后經信號處理得到所期待的被測量,。
可見,，光纖傳感器與以電為基礎的傳統(tǒng)傳感器相比較，在測量原理上有本質的差別,。傳統(tǒng)傳感器是以機電測量為基礎,，而光纖傳感器則以光學測量為基礎。
2. 光纖傳感器的分類：
注：MM多模,；SM單模,；PM偏振保持；a,b,c功能型,、非功能型,、拾光型
3、 根據(jù)光纖在傳感器中的作用,，光纖傳感器分為功能型,、非功能型和拾光型三大類。
1） 功能型（全光纖型）光纖傳感器
利用對外界信息具有造紙廠能力和檢測能力的光纖（或特殊光纖）作傳感元件,。將“傳”和“感”合為一體的傳感器,。光纖不僅起傳光作用，而且還利用光纖在外界因素（彎曲,、相變）的作用下,，其光學特性（光強、相位,、偏振態(tài)等）的變化來實現(xiàn)“傳”和“感”的功能,。因此，傳感器中光纖是連續(xù)的,。由于光纖連續(xù),，增加其長度，可提高靈敏度,。
1） 非功能型（或稱傳光型）光纖傳感器
光纖僅起導光作用,，只“傳”不“感”，對外界信息的“感覺”功能依靠其他物理性質的功能元件完成,。光纖不連續(xù),。此類光纖傳感器無需特殊光纖及其他特殊技術，比較容易實現(xiàn),，成本低,。但靈敏度也較低，用于對靈敏度要求不太高的場合,。
2） 拾光型光纖傳感器
用光纖作為探頭,，接收由被測對象輻射的光或被其反射、散射的光,。其典型例子如光纖激光多普勒速度計,、輻射式光纖溫度傳感器等,。
（2）根據(jù)光受被測對象的調制形式
形式：強度調制型、偏振調制,、頻率調制,、相位調制。
1） 強度調制型光纖傳感器
是一種利用被測對象的變化引起敏感元件的折射率,、吸收或反射等參數(shù)的變化,，而導致光強度變化來實現(xiàn)敏感測量的傳感器。有利用光纖的微彎損耗,；各物質的吸收特性,；振動膜可液晶的反射光強度的變化；物質因各種粒子射線或化學,、機械的激勵而發(fā)光的現(xiàn)象,；以及物質的熒光輻射或光路的遮斷等來構成壓力、振動,、溫度,、位移,、氣體等各種強度調制型光纖傳感器,。
優(yōu)點：結構簡單、容易實現(xiàn),，成本低,。
缺點：受光源強度波動和連接器損耗變化等影響較大。
2） 偏振調制光纖傳感器
是一種利用光偏振態(tài)變化來傳遞被測對象信息的傳感器,。有利用光在磁場中媒質內傳播的法拉弟效應做成的電流,、磁場傳感器；利用光在電場中的壓電晶體內傳播的泡爾效應做成的電場,、電壓傳感器,；利用物質的光彈效應構成的壓力、振動或聲傳感器,；以及利用光纖的雙折射性構成溫度,、壓力、振動等傳感器,。這類傳感器可以避免光源強度變化的影響,，
因此靈敏度高。
1） 頻率調制光纖傳感器
是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來進行監(jiān)測的傳感器,。有利用運動物體反射光和散射光的多普勒效應的光纖速度,、流速、振動,、壓力,、加速度傳感器,；利用物質受強光照射時的喇曼散射構成的測量氣體濃度或監(jiān)測大氣污染的氣體傳感器；以及利用光致發(fā)光的溫度傳感器等,。
2） 相位調制傳感器
其基本原理是利用被測對象敏感元件的作用,，使敏感元件的折射率或傳播常數(shù)發(fā)生變化，而導致光的相位變化,，使兩束單色光所產生的干涉系統(tǒng)發(fā)生變化,，通過檢測干涉系統(tǒng)的變化量來確定光的相位變化量，從而得到被測對象的信息,。通常有利用光彈效應的聲,、壓力或振動傳感器；利用磁致伸縮效應的電流,、磁場傳感器,；利用電致伸縮的電場、電壓傳感器以及利用光纖賽格納克（Sagnac）效應的旋轉角速度傳感器（光纖陀螺）等,。這類傳感器的靈敏度很高,。但由于須用特殊光纖及高精度檢測系統(tǒng)，因此成本高,。
如有需求,，請見：中國臺灣力科光纖溫度傳感器