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光纤传感器结构原理及分类

光纤传感器

光纤传感器结构原理以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接，见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光、信号处理系统以及光纤构成。

由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测量的调制，已调光经接收光纤耦合到光，使光信号变为电信号，后经信号处理得到所期待的被测量。

光纤传感器的分类注意事项

光纤传感器的分类

注：MM多模；SM单模；PM偏振保持；a,b,c功能型、非功能型、拾光型

[next] （1）根据光纤在传感器中的作用

光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。

功能型（全光纤型）光纤传感器

利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤)作传感元件，将"传"和"感"合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下，其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现"传"和"感"的功能。因此，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续，增加其长度，可提高灵敏度。

光纤传感器的主要应用

光纤传感器的主要应用 光纤具有很多优异的性能，例如：具有抗电磁和原子辐扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方(如高温区)，或者对人有害的地区(如区)，起到人的耳目的作用，而且还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。 光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面从另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性。它属于非接触式测温。

光纤传感器利用光纤进行传感和传输

光纤传感器利用光纤进行传感和传输，本质无源、体积小、重量轻、无电磁干扰问题。一根光纤可串联多支传感器，配合解调系统，可进行数百只传感器的大规模组网应用。目前光纤传感器在国内的市场已经达到几千万元的年产值，其增长速度远高于传感器产业的平均增速。光纤传感器目前已经广泛应用于石油石化、电力、消防、土木工程、水利工程、现代交通等领域。