光纤传感器简介

光纤传感器(FOS Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的,他是以光波为载体,光纤为媒质,基于光导纤维感知和传输外界被测量信号的新型传感器。它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此,它同时具有光纤及光学测量的一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点:1抗电磁干扰能力强。2电绝缘性能好。 3易被各种光探测器件接收。4高灵敏度。5容易实现对被测信号的远距离监控。6具有非侵入性。7可方便的进行光电或电光转换。8易与现代高度发展的计算机和电子装置相匹配。光纤传感器可测量位移、应变、压力、速度、加速度、温度、电流、电压、液位、流量、振动、磁场等各种物理量。

传感器的发展方向是越来越灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化。光纤传感哭就是随之发展的新产物。光纤有很多良好的性能,如:抗电磁干扰的性能、抗原子辐射的性能、良好的机械物理特性、绝缘、无感应的电气性能以及耐水、耐高温、耐腐蚀的化学特性等,它能在高温区、高辐射区、及其它恶劣环境下进行工作,改善人类生存环境,为人类做特殊贡献。

光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。

根据不同的标准,光纤传感器可分为不同的类:

根据光受被测对象的调制形式可以分为:强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型;

根据光是否发生干涉可分为:干涉型和非干涉型;

根据是否能够随距离的增加连续地监测被测量可分为:分布式和点分式;

根据光纤在传感器中的作用可以分为两类:一是功能型(Functional Fiber,缩写为FF)传感器,又称为传感型传感器; 二是非功能型(Non Functional Fiber缩写为NFF),又称为传光型传感器。

根据传感器的机理,光纤传感器又可分为振幅型(强度型)和相位型(干涉型)两种。

下面对传感器的两种分类进行介绍:

一、根据光纤在传感器中的作用分为的两类

功能型传感器

功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件被测量对光纤内传输的光进行调制, 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化, 再通过对被调制过的信号进行解调, 最后得出被测信号。

光纤在传感器中不仅是导光媒质,也是敏感元件,光在光纤内受被测量调制,多采用多模光纤。

功能型传感器的优点是结构紧凑、灵敏度高。缺点是必须使用特殊光纤,制作成本比较高。 比如光纤陀螺,光纤水听器等。

非功能型传感器

非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化, 光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。

光纤在非功能型传感器中只起导光作用,光在光纤型敏感元件上受被测量调制。

非功能传感器的优点是不需要特殊光纤和特殊和特殊技术,比较容易实现,制作成本较低。它的缺点是灵敏度比较低。

二、根据传感器机理分成的两类

振幅型传感器

振幅型传感器的工作原理是待测的物理扰动与光纤连接的光纤连接的光纤敏感元件互相作用,直接调制光强。这类传感器的优点是结构比较简单,与光纤技术有相容性,信号检测也比较容易,缺点是灵敏度比较低。

相位型传感器

相位型传感器的原理是在一段单模光纤中传输的相干光,因待测物理场的作用,产生了相位调制。这类传感器的优点灵敏度较高,并可通过改变光纤上的涂层改变传感的物理量。缺点是结构比较复杂,检测也较复杂,并需研制特殊光纤。

三、 光纤传感器的发展历程以及我国国内的研究情况概述

由于上个世纪我国国内的经济以及科学技术不是特别发达,所以很多关于高科技方面的行业都没有特别大的发展,但是现在国内的经济水平有了非常大的发展和进步,尤其是光纤传感器的相关研究也有了一定程度的发展以及进步。我国在二十世纪七十年代末的时候,很多相关的研究工作者以及科学家开始对光纤传感器进行了不断的分析以及研究工作,与此同时对于光纤传感器的研究时间和国际上的相关研究时间比较接近,所以它的发展前景会越来越好。现在我国国内的很多学校或者相关的研究单位,都开始对光纤传感器的相关工作机理以及实际应用进行了相应的研究。这些研究工作人员在光纤温度传感器、压力计、液位计以及电流计等其他相关的行业领域都进行了数量非常可观的研究和实验,并且经过他们的不断努力获得了非常多的科技研究成果,这些研究成果中的大部分都拥有非常高的实际运用价值,还有一些甚至能够达到世界上的先进水平。

虽然我国在光纤传感器的研究方面已经取得了不少的研究成果,然而综合水平与经济实力和科学技术比较强的发达国家相比来说,研究的综合水平就显得比较差。其中国内的研究水平差的表现为商品化以及产业化的方面,大部分的品种还正在进行实验或者研究阶段,在短时间内是不能够进行批量生产以及工程化的实际运用,这样就使得其不能够满足现在的经济市场的需求。与国外相比,光纤传感器的市场份额占我国国内的市场中传感器的总体销售额的比重较小,尤其是在光纤传感器的共性基础技术、中间过程的试验技术以及相关的生产装备技术领域更加突出,在很大程度上不能够实现光纤传感器产品的产业化发展,最终可能导致主要的研究单位比较多,但是相应的生产单位比较少,与此同时相关的研究成果比较多,然而商品化的产品却不是特别多,以及尽管拥有比较高的专业技术水平,但是生产出来的产品的综合质量却是比较低下。

转载请注明出处学文网 » 光纤传感器简介

学习

试析朱熹本体工夫相结合的格物致知学说

阅读(16)

格物致知是中国哲学中重要的概念与工夫,自儒家提出后一直被后世所解读,形成了一门独特的学说。西方思想传入后格物致知被归为认识论范畴,偏离了其“本体工夫相结合”的原义。通过对朱熹格致思想的阐释,有助于全面深刻地理解格物致知学说。关

学习

合成孔径雷达干涉测量(INSAR)技术原理及应用发展

阅读(25)

本文为您介绍合成孔径雷达干涉测量(INSAR)技术原理及应用发展,内容包括干涉合成孔径雷达,sar合成孔径干涉雷达是什么。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术近年来得到了较快的发展,这一技术也广泛的应用于国防建设与国民经济建设中。文章结合

学习

生气8大危害

阅读(17)

本文为您介绍生气8大危害,内容包括生气的危害总结,生气8大危害。先看有关专家曾做过的试验用盛有冰水的容器收集人们在不同情绪状态下呼出的气体。结果发现:心平气和时,人们呼出的气体变成水溶液后是澄清透明的;而在悲痛时,人们呼出的气体变

学习

云计算架构及其关键技术

阅读(13)

本文为您介绍云计算架构及其关键技术,内容包括云计算平台技术架构设计,阿里云计算平台技术架构。作为信息时代下的产物,云计算随着信息技术的发展逐渐深入到各个领域中,并取得十分显著的应用。本文在研究中主要以云计算为重点,探究云计算构

学习

浅谈业务持续性管理

阅读(24)

本文为您介绍浅谈业务持续性管理,内容包括项目管理具有持续性,业务持续性计划。【摘要】突发事件往往会给一个企业或组织带来大面积业务中断,造成重大的经济损失和严重的社会影响。因此,构建真正有效的应对危机事件的业务连续性管理体系,使

学习

漂亮的发夹作文800字

阅读(42)

本文为您介绍漂亮的发夹作文800字,内容包括我心爱的发夹优秀作文,新的发夹作文。漂亮的发夹初一3班杨千惠凤凰样的造型,缀有水钻,映着阳光一闪一闪,漂亮极了。我小心翼翼的把它别在头发上。果然进教室屁股还没坐稳,小珊就像发现了新大陆,惊呼

学习

基因频率和基因型频率的计算

阅读(14)

本文为您介绍基因频率和基因型频率的计算,内容包括基因频率和基因型频率的区别,基因频率和基因型频率计算ppt。有关基因频率和基因型频率的计算是高中生物必修二的一个重要知识点。学生对于这个知识点往往也是没有形成系统性,故专门总结

学习

关紫兰油画作品的艺术特征

阅读(21)

本文为您介绍关紫兰油画作品的艺术特征,内容包括关紫兰油画西湖风景,关紫兰油画水仙花。关紫兰是民国时期著名画家,被誉为民国时期女油画家四杰之一。她的作品色彩明亮、笔触有力,透露出女性特有的坚定与细腻,艳丽而不失东方意蕴的画面中散

学习

市开展公务员登记经验

阅读(24)

本文为您介绍市开展公务员登记经验,内容包括公务员登记备案经验做法,新旧公务员登记办法全文对比。自全省公务员登记工作开展以来,我市严格按照省实施公务员法领导小组的部署和要求,严密组织,科学实施,迅速落实,规范操作,积极稳妥地做好公务员

学习

乌克兰媳妇的混搭生活

阅读(14)

选出一个洋主任1980年出生于乌克兰的安娜,从小就喜欢中国文化。2001年,她说服父母独自来到中国,就读于浙江师范大学旅游专业。闲暇,安娜去过很多地方,被中国的秀丽美景吸引,期盼着嫁个中国男孩,在这里过一辈子。毕业后,安娜成了广告模特,还参与多

学习

艺术研究论文范文

阅读(19)

本文为您介绍艺术研究论文范文,内容包括艺术科研论文范文,艺术研究论文征稿。艺术研究论文范文第1篇一评价体系与学术规范九十年代中期以来,艺术研究领域出现一些新的趋向,改革开放之初非常之盛行的、在“方法热”和“文化热”时期都曾经

学习

亨利·福特:平民汽车之父

阅读(21)

本文为您介绍亨利·福特:平民汽车之父,内容包括汽车大王亨利福特,福特汽车的创始人亨利福特。他让汽车从贵族变为平民,从手工作坊中走进大工业时代,让每个家庭可以开得起汽车几乎所有的企业家都梦想拥有亨利・福特的成就。他并不是汽车的

学习

产品调查报告范文

阅读(21)

本文为您介绍产品调查报告范文,内容包括产品调查报告及范文,产品质量问题调查报告。产品调查报告范文第1篇“今天的可持续发展报告和绿色产品行业调查报告既表明伊顿将全球可持续发展理念带到中国,也表明我们致力于推动中国绿色节能环保

学习

如何配戴隐形眼镜

阅读(22)

本文为您介绍如何配戴隐形眼镜,内容包括配硬性隐形眼镜多少钱,隐形眼镜怎么配最合适。小张今年25岁,患近视眼9年了。爱美是女孩的天性,小张从19岁开始就摘掉了框架眼镜,配戴上了隐形眼镜。在之后的几年中,小张的眼睛偶有干涩的症状,但往往几

学习

关于广电CM宽带业务的简介

阅读(108)

本文为您介绍关于广电CM宽带业务的简介,内容包括广电有宽带业务吗,广电宽带代理条件。南京江宁广电近几年来大力发展广电宽带业务,也就是CableModem(以下简称CM)名为电缆调制解调器,又名线缆调制解调器。它是近几年随着网络应用的扩大而发展

学习

VSD简介及其在骨科方面的运用

阅读(560)

本文为您介绍VSD简介及其在骨科方面的运用,内容包括vsd手术流程,vsd平时要注意什么。1VSD的(vacuumsealingdrainage)简介1.1主要组成部分VSD主要由VSD敷料、多侧孔引流管、三通管、负压源和生物透性薄膜组成。VSD敷料为多聚乙烯醇,形似海

学习

多传感器测量数据的融合处理

阅读(34)

传统的传感器测量数据一般的处理方法只是采用算术平均值的数字滤波法,虽然这种方法具有一定的抗干扰性,但从统计理论和实际应用情况分析来看,这种方法处理的数据不甚理想,尤其对于多传感器测量的情况时更糟糕。针对这种情况本文提出了采用全

学习

旋挖钻机施工技术简介

阅读(28)

介绍旋挖钻机的发展状况、施工工艺、施工方法、施工过程中出现问题的处理方法关键词:旋挖钻机施工技术序言旋挖钻机作为基础工程机械中的新型机种,经过几年的推广应用,目前已被大量应用于公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工

学习

中国现代高炉炼铁发展简介

阅读(26)

以中国现代高炉炼铁为视点,简介中国高炉炼铁目前的发展现状。分析总结中国现代高炉技术的缺陷,挖掘中国现代高炉炼铁技术存在的问题。结合目前高炉炼铁的行业形势,探究未来高炉炼铁趋势。关键词:现代高炉;高炉炼铁;发展趋势DOI:10.16640/ki.37-

学习

中国联通移动炒股简介

阅读(18)

随着人们理财意识的增强,炒股和购买基金成了百姓重要的理财手段。在日常生活中,常有股民出于种种原因,无法端坐营业厅、家中或办公室的台式电脑前看盘和交易,而错失宝贵的行情机会。随着3G高速网络的发展,上网速度大大加快,手机、平板电脑等移

学习

光纤的通信传输技术

阅读(20)

本文为您介绍光纤的通信传输技术,内容包括光纤最大可以传输多少兆,光纤为什么可以传输数据。【摘要】叙述了光纤的通信传输技术的特点,分析了光纤通信传输技术中光纤接入技术和光纤技术中波分复用技术,进而分析了光纤通信传输技术的发展前

学习

浅析无线传感器网络及其应用

阅读(25)

本文为您介绍浅析无线传感器网络及其应用,内容包括什么是无线传感器网络,无线传感器网络技术及其应用。【摘要】传感器网络是由大量部署在作用区域内的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点通过自组织方式构成的能根据环境自主完成