光纤传感器及其类型和应用介绍

在1960年,激光的发明内容并在激光器发明之后,研究人员对研究光纤通信系统的应用感兴趣地进行感测,数据通信和许多其他应用。raybet雷竞技网页随后是光纤通信系统raybet雷竞技网页已成为千兆位的最终选择,超越千兆位传输数据。这种类型的光纤通信用于通过长途通信或计算机网络或Lraybet雷竞技网页AN传输数据,语音,遥测和视频。该技术使用光波通过将电子信号转换为光来通过光纤传输数据。该技术的一些优异特性包括轻型,低衰减,较小的直径,长距离信号传输,传输安全性等。


光纤传感器
光纤传感器

重要的是,电信技术raybet雷竞技网页已经改变了最近的光纤技术进步。最后一场革命出现为设计人员,以结合生产结果光电设备用光纤通信设备制造光纤传感器。raybet雷竞技网页与这些设备相关的许多组件通常是为光纤传感器应用而开发的。光纤传感器取代传统传感器的能力不断提高。

光纤传感器

光纤传感器又称光纤传感器,采用光纤或传感元件。这些传感器被用来感知温度、压力、振动、位移、旋转或化学物质的浓度等物理量。纤维在遥感领域有如此多的用途,因为它们在偏远的地方不需要电力,而且它们的体积很小。

光纤传感器是不敏感条件的至高无上的,包括噪声,高振动,极端热,湿和不稳定环境。这些传感器可以容易地适应小区域,无论需要柔性纤维都可以正确定位。可以使用器件,光学频域反射测定来计算波长偏移。光纤传感器的时滞可以使用诸如光学时域反射计的装置确定。

光纤传感器的框图
光纤传感器的框图

光纤传感器的总体框图如图所示。方框图由光源(发光二极管如激光、激光二极管)、光纤、传感元件、光学探测器和终端处理设备(光谱分析仪、示波器)。这些传感器根据其工作原理、传感器位置和应用情况分为三类。

光纤传感器系统的类型

这些传感器可以按照以下方式进行分类和解释:

1.基于传感器位置,光纤传感器分为两种类型:

  • 内在的光纤传感器
  • 外部光纤传感器

本征型光纤传感器

在这种类型的传感器中,传感是在纤维内部进行的。这种传感器依赖于光纤本身的特性,将一种环境行为转化为一种环境行为调制光束通过它。这里,光信号的物理性质之一可以是频率,相位,极化的形式;强度。内在光纤传感器的最有用的特点是,它提供了长距离距离的分布式感测。内在光纤传感器的基本概念如下图所示。

PCBWay
本征型光纤传感器
本征型光纤传感器

外形光纤传感器

在外部型光纤传感器中,光纤可以用作显示给黑匣子的信息载体。它根据到达黑匣子的信息而产生光信号。黑匣子可以由镜子制成气体或任何其它产生光信号的机械装置。这些传感器用于测量旋转、振动速度、位移、扭转、扭矩和加速度。主要的这些传感器的好处就是他们能够到达那些无法到达的地方。

外形光纤传感器
外形光纤传感器

该传感器的最佳示例是飞机喷射发动机的内部温度测量,其使用光纤将辐射传递到位于发动机外部的辐射高温仪中。以同样的方式,这些传感器也可用于测量内部温度变形金刚.这些传感器为测量信号提供良好的保护,防止噪声污染。下图给出了外部光纤传感器的基本概念。

2.根据操作原理,光纤传感器分为三种类型:

  • 强度基于
  • 阶段基于
  • 基于偏振

基于强度的光纤传感器

基于强度的光纤传感器需要更多的光,这些传感器使用多模大芯光纤。如图所示,光强度作为传感参数如何工作,以及这种安排如何使光纤作为振动传感器工作。当振动发生时,光从一端到另一端会发生变化,这就构成了测量振动振幅的智能。


基于强度的光纤传感器

基于强度的光纤传感器

在图中,光纤和振动传感器的距离取决于后面部分的光强。这些传感器有许多限制,因为系统中的可变损耗不会发生在环境中。这些可变损耗包括由于拼接造成的损耗、微观和宏观弯曲损耗、由于接头连接造成的损耗等。示例包括基于强度的传感器或微弯曲传感器和倏逝波传感器。

这些光纤传感器的优点包括成本低、能够像真实的分布式传感器一样工作、实现简单、可复用等。缺点包括光的强度变化和相对测量等。

基于极化的光纤传感器

基于偏振的光纤是一类传感器的重要组成部分。这个属性可以被各种外部变量简单地修改,因此,这些类型的传感器可以用来测量一系列的参数吗研制了具有精确极化特性的特殊纤维和其他元件。一般来说,它们被用于各种测量、通信和信号处理应用。raybet雷竞技网页

基于极化的光纤传感器
基于极化的光纤传感器

以上示出了基于极化的光纤传感器的光学设置。它通过偏振器通过从光源偏振光来形状。偏振光在45O到所选择的双折射偏振纤维长度的所选轴上开始。纤维的该部分用作传感纤维。然后,在任何外部干扰(例如应力或应变)下改变两个偏振态之间的相位差。然后,根据外部干扰,输出极化被改变。因此,通过考虑光纤下一端的输出偏振状态,可以检测外部干扰。

相位光纤传感器

这些类型的传感器用于改变发射光对信息信号,其中信号是通过基于相位的光纤传感器观察的。当一束光通过干涉仪时,就会分离成两束光。其中,一束光暴露在传感环境中,另一束光与传感环境隔离,作为参考。一旦两个分离的光束重新组合,它们就会相互妨碍。最常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、马赫曾德尔干涉仪、Sagnac干涉仪、光栅干涉仪和偏振干涉仪。马赫先达和迈克尔逊干涉仪如下图所示。

相位光纤传感器
相位光纤传感器

这是两个干涉仪之间的不同和相似之处。在相似性方面,迈克尔逊干涉仪经常被认为是折叠马赫曾德尔干涉仪。迈克耳孙干涉仪的配置只需要一个光纤耦合器。由于光通过传感和参考光纤两次,光纤单位长度的光相移增加了一倍。因此,迈克尔逊本质上可以有更好的灵敏度。迈克尔逊的另一个明显优势是,传感器可以只用一根光纤在源和源探测器模块之间进行询问。但是,迈克耳孙干涉仪需要一个高质量的反射镜

3.根据应用情况,光纤传感器分为三种类型

  • 化学传感器
  • 物理传感器
  • 生物医学传感器

化学传感器

化学传感器是一种设备,用于将化学信息转换为可测量的物理信号的形式,该信号与特定化学物质的浓度有关。化学传感器是分析仪的重要组成部分,可能包括一些执行以下功能的设备:信号处理、采样和数据处理。分析器可能是自动化系统的重要组成部分。

化学传感器
化学传感器

分析仪按照采样计划作为时间的函数的工作就像一个监视器。这些传感器包括两个功能单元:感受器和换能器。在感受器部分,化学信息被转换成可以由换能器测量的能量。在传感器部分,化学信息被转换成分析信号,它不显示灵敏度。

物理传感器

物理传感器是根据物理效果和性质而制成的一种装置。这些传感器用于提供有关系统物理特性的信息。这种类型的传感器主要是指传感器,如光电传感器,压电传感器,金属阻力应变传感器和半导体压电传感器。

生物医学传感器

生物医学传感器是一种电子设备,用于将生物医学领域的各种非电量传递到易于检测的电量。由于这个原因,这些传感器包括在医疗保健分析中。这种传感技术是收集人类病理和生理信息的关键。

生物医学传感器
生物医学传感器

光纤传感器的应用

光纤传感器用于各种应用范围,例如

  • 测量物理性质,如温度,位移任何尺寸或形状的结构的速度,应变。
  • 实时,监测健康的物理结构。
  • 建筑物,桥梁,隧道水坝,传统结构。
  • 夜视相机,电子安全系统、车辆局部放电检测和车轮载荷测量。

因此,对光纤传感器并对应用进行了讨论。光纤传感器在长距离通信中具有体积小、重量轻、体积小、灵敏度高、带宽宽等优点。raybet雷竞技网页所有这些特性使光纤作为传感器得到了最好的利用。除此之外,任何关于这个主题的帮助或基于传感器的项目思路像雷竞技一样的,你可以在下面的评论区留言联系我们。

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2评论

  1. Sudipta Panigrahy 说:

    使用哪种类型的光纤传感器最多,在现在的时代也非常有用?

    1. 塔伦阿加瓦尔 说:

      你好
      塑料纤维具有成本效益高、柔韧、重量轻的特点,是最常用的光纤传感器类型。

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