光纤传感器-善测

目前，已证明用光纤可构成检测加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、压力、弯曲、应变、转矩、温度、电压、电流、液面、流量、流速、浓度、PH值、磁、声、光、射线等多种物理量的传感器，这些传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机-电测量为基础，而光纤传感器则以光学测量为基础。

如下图所示，以电为基础的传统传感器是一种把被测量的状态转变为可测电信号的装置，是由电源、敏感元件、信号接收和处理系统，以及传输信息所用金属导线组成。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测光信号的装置。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，光纤传感器，在这里，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，后经信号处理系统处理，得到我们所期待的被测量。

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***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。

拾光型光纤传感器

用光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光速度计、辐射式光纤温度传感器等。

光纤传感器结构原理及分类

根据光受被测对象的调制形式

形式：强度调制型、偏振调制、频率调制、相位调制。

1）强度调制型光纤传感器

是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等参数的变化，而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。有利用光纤的微弯损耗；各物质的吸收特性；振动膜或液晶的反射光强度的变化；物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象；以及物质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度、位移、气体等各种强度调制型光纤传感器。

优点：结构简单、容易实现，成本低。

缺点：受光源强度波动和连接器损耗变化等影响较大 。