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光纤传感器是什么,有哪些分类和用途?
形状
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近年来,传感器正朝着敏感、准确、适应性强、体积小、智能化的方向发展。在这个过程中,传感器家族的新成员光纤传感器备受青睐。光纤具有许多优异的性能,如:抗电磁干扰和原子辐射性能、机械性能细、质软、重量轻、绝缘、无感应电气性能、耐水、耐高温、耐腐蚀化学性能等,可在人无法到达的地方(如高温区)或对人有害的地区(如核辐射区)发挥耳目的作用,也可以超越人的感官界限,接收人的感官无法感受到的外部信息。 光纤传感器是近年来出现的一项新技术,可用于测量声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等各种物理量,也可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。在狭小的空间中,光纤传感器在强电磁干扰和高电压环境中表现出独特的能力。目前,光纤传感器有70多种,大致分为光纤自身传感器和光纤传感器。

所谓光纤本身的传感器,就是光纤本身直接接受外界的测量。外部测量的物理量会导致测量臂的长度、折射率和直径发生变化,从而使光纤中传输的光在振幅、相位、频率和偏振方面发生变化。测量臂传输的光与参考臂的参考光相互干扰(比较),使输出光的相位(或振幅)发生变化。根据这一变化,可以检测到测量的变化。光纤中传输的相位受外界影响的灵敏度很高。干扰技术可以检测到10负4次方弧度微小相位变化对应的物理量。利用光纤的绕组和低损耗,长光纤可以盘成直径很小的光纤圈,从而增加利用长度,获得更高的灵敏度。

光纤声传感器是一种利用光纤本身的传感器。当光纤受到一点小的外力时,它会产生轻微的弯曲,其传光能力会发生很大的变化。声音是一种机械波,它对光纤的作用是使光纤受力和弯曲,通过弯曲可以得到声音的强度。光纤陀螺也是光纤本身的一种传感器。与激光陀螺相比,光纤陀螺具有灵敏度高、体积小、成本低等优点,可用于飞机、船舶等高性能惯性导航系统。

另一种主要类型的光纤传感器是使用光纤的传感器。其结构大致如下:传感器位于光纤端部,光纤只是光的传输线,将测量的物理量转换为光的振幅、相位或振幅的变化。在这个传感器系统中,传统的传感器与光纤相结合。光纤的引入为探针遥测提供了可能性。这种光纤传感器应用广泛,使用方便,但精度略低于第一种传感器。

光纤是传感器家族的后期之秀,因其优异的光纤性能而得到广泛应用,是生产实践中值得注意的传感器。

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