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光纤传感技术的研究进展和应用前景-光缆金具
发布日期:2017-6-28   点击次数:1060

光纤传感技术的研究进展和应用前景

时则通过某种换能媒介间接对光纤内传输光波的某些特征进行调制。

偏振态调制型光纤传感器以光纤中传输光的偏振态变化来表示被测物理量,光缆金具用不同的检偏装置进行解调,多利用磁光效应、光弹效应等进行磁场、应力等物理量的测量。由于光纤中光波的偏振态在外界微扰下经常不规则地变化,光缆金具这使得该种调制方式在稳定工作和检测上存在困难。

光纤传感器一般由光源、传输光纤、传感探头(检波器)、光电转换及信号 处理四部分组成。光缆金具光源发出的光波通过入射光纤传输到传感探头,受到被测物 理量的调制,然后携带调制信息的光波经光电转换后变为电信号,光缆金具通过解调即 可得到被测物理量的状态。

按照光纤中的光被调制的特征参量来分,可将光纤传感器分成光强调制型、相位调制型、偏振态调制型、光缆金具波长调制型和频率调制型。由于前两种调制方式的检测原理相对成熟,被测对象十分广泛,因此大量的工业用光纤传感设备采用强度调制型或者相位调制型光纤传感器。在强度调制型光纤传感方案中,以光纤输出光强的变化来表示被测物理量,多采用多模光纤。被测物理量直接与光纤或者与和光纤固定在一起的装置相互作用,从而直接改变光纤中传输的光强。光缆金具强度调制型光纤传感技术的优势在于结构简单,成本低,但所能达到的灵敏度有限。

 根据光纤是否为敏感元件,可将光纤传感器分成非本征型和本征型两大类。光缆金具在非本征型光纤传感器中,光纤只起传光作用,传感探头为其他敏感元件。这类光纤传感器的关键在于传感探头与光纤的兼容性,而传感探头本身并不具有光纤的一些优良传感特性。光缆金具而本征型光纤传感器则利用光纤本身作为敏感元件,有时被测物理量直接对光纤内传输光波的某些特征进行调制

考虑到大多数传感应用中并不要求极高的灵敏度,光缆金具强度调制型传感器的综合性能足以与现有的其他非光纤传感器竞争,因而有可观的市场前景。对于相位调制型光纤传感技术,以光纤中光的相位变化来表示被测物理量,通常对双光束或者多光束干涉信号进行解调获得相位信息,光缆金具多采用单模光纤。无论传感对象是磁场、声场,还是温度、位移等各种物理现象,理论上都具有高出现有各种传感技术几个数量级的灵敏度。这种传感方式几何结构灵活多样,光缆金具且灵敏度、分辨率等关键性能指标非常高,在很多场合都具有应用价值。

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