光纖傳感器的應(yīng)用研究

1、光纖傳感器的應(yīng)用研究光纖傳感器的應(yīng)用研究孫義才2011301510103電科三班摘要：摘要：光纖傳感技術(shù)是一門(mén)新的科學(xué)技術(shù)，也是信息社會(huì)的一個(gè)重要技術(shù)基礎(chǔ)，在當(dāng)代高科技中占有十分重要的位置。該技術(shù)是測(cè)量技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、微電子學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、精密機(jī)械、仿生學(xué)、材料科學(xué)等眾多學(xué)科相互交叉的綜合性高新技術(shù)和密集型前沿技術(shù)。本課題主要了解光纖導(dǎo)光的基本原理及其在傳感技術(shù)上應(yīng)用的物理基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究光纖傳感器敏感的物理量

2、、光纖傳感器的基本類(lèi)型及其相關(guān)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：傳感器；光纖通信；禁帶寬度；光纖傳感溫度計(jì)；光纖傳感壓強(qiáng)計(jì)。1.序言序言光纖傳感技術(shù)是二十世紀(jì)七十年代左右隨著光纖通信技術(shù)的萌芽而迅速建立起來(lái)的，通過(guò)以光波這一載體并光纖這一媒質(zhì)，起到具有感知與信號(hào)傳輸?shù)男滦蛡鞲屑夹g(shù)。作為被測(cè)量信號(hào)載體的光波和作為光波傳播媒質(zhì)的光纖，具有一系列獨(dú)特的、其他載體和媒質(zhì)難以相比的優(yōu)點(diǎn)。傳感技術(shù)是近幾年熱門(mén)的應(yīng)用技術(shù)，傳感器在朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和

3、智慧化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，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。現(xiàn)階段，光纖傳感領(lǐng)域在世界中的發(fā)展大致分為兩大方面：應(yīng)用開(kāi)發(fā)與相關(guān)原理

4、性研究。2.12.1光纖傳感器的結(jié)構(gòu)原理光纖傳感器的結(jié)構(gòu)原理以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的電信號(hào)的裝置。它的電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導(dǎo)線連接，見(jiàn)圖(a)。光纖傳感器則是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)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(hào)處理系統(tǒng)以及光纖構(gòu)成由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。這時(shí)，光的某一性質(zhì)受到被測(cè)量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光

5、接收器，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，最后經(jīng)信號(hào)處理得到所期待的被測(cè)量?？梢?jiàn)光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較，在測(cè)量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)—電測(cè)量為基礎(chǔ)，而光纖傳感器則以光學(xué)測(cè)量為基礎(chǔ)。信號(hào)處理光受信器光發(fā)送器1光纖敏感元件2）非功能型（或稱(chēng)傳光型）光纖傳感器光纖僅起導(dǎo)光作用，只“傳”不“感”，對(duì)外界信息的“感覺(jué)”功能依靠其他物理性質(zhì)的功能元件完成。光纖不連續(xù)。此類(lèi)光纖傳感器無(wú)需特殊光纖及其他特殊技術(shù)，比較容易實(shí)現(xiàn)，成本低。

6、但靈敏度也較低，用于對(duì)靈敏度要求不太高的場(chǎng)合。3）拾光型光纖傳感器用光纖作為探頭，接收由被測(cè)對(duì)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(jì)、輻射式光纖溫度傳感器等。2.2.22.2.2根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式分類(lèi)根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式分類(lèi)（1）強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器是一種利用被測(cè)對(duì)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(dǎo)致光強(qiáng)度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)敏感測(cè)量的傳感器。有利用光纖的微彎損耗；各物質(zhì)的吸收特性；