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光纤传感器的应用与发展
作者：周福星来源：《中小企业管理与科技下旬》2010年第08期
摘要主要阐述了光纤传感器的结构、原理、分类、特点、现状及发展趋势并介绍了光纤传感器的几种应用。
关键词光纤传感器发展趋势应用举例
0引言
光纤传感技术的出现与光导纤维和光纤通信技术的发展是分不开的是一种崭新的传感技术。光纤传感器是以光纤为材料的传感器。光纤是光导纤维的简称其一般结构如图01所示。从里到外分别是纤芯、包层、涂覆保护层和护套。光纤的主体是纤芯和包层涂覆保护层和护套起到隔离杂光和提高光纤强度的作用。本文阐述了光纤传感器的原理、特点、现状及发展趋势并介绍了光纤传感器的几种应用。
1光纤传感基本原理及分类
光纤传感技术是20世纪70年代中期伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体光纤为媒质感知和传输外界待测信号的新型传感技术。
光纤传感器是利用光在光纤中传播特性的变化来检测、量度它所受到的环境变化。通过被测物理量的变化来调制波导中的光波使光纤中的光波参量随被测物理量的变化而改变从而求得被测信号的大小。
根据调制区与光纤的关系可将调制分为两大类。一类为功能型调制调制区位于光纤内外界信号通过直接改变光纤的某些传输特征参量对光波实施调制。这类光纤传感器称为功能型或本征型光纤传感器也称内调制型传感器光纤同具“传”和“感”两种功能。同光源耦合的发射光纤与同光探测器耦合的接收光纤为一根连续光纤称为传感光纤故功能型光纤传感器亦称为全光纤型或传感型光纤传感器。另一类为非功能型调制调制区在光纤之外外界信号通过外加调制装置对进入光纤中的光波实施调制这类光纤传感器称为非功能型或非本征型光纤传感器发射光纤与接收光纤仅起传输光波的作用称为传光光纤不具有连续性故非功能型光纤传感器也称为传光型光纤传感器或外调制型光纤传感器。
光纤传感器按被调制的光波参数不同又可分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器、偏振调制光纤传感器和波长颜色调制光纤传感器。
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光纤传感器按被测对象又可分为光纤温度传感器、光纤位移传感器、光纤浓度传感器、光纤电流传感器、光纤流速传感器等。
光纤传感器所用光纤有单模光纤和多模光纤。单模光纤的芯径通常为5～10μm很细的纤芯半径接近于光源波长的长度仅能维持一种模式的传输一般相位调制型和r