|
多年來,傳感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中,光纖傳感器這個傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優異的性能,例如:抗電磁幹擾和原子輻射的性能,徑細、質軟、重量輕的機械性能,絕緣、無感應的電氣性能,耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能夠在人達不到的地方(如高溫區),或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,而且還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。
光纖傳感器是最近幾年出現的新技術,可以用來測量多種物理量,比如聲場、電場、壓力、溫度、角速度、加(jia)速(su)度(du)等(deng),還(hai)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)現(xian)有(you)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)難(nan)以(yi)完(wan)成(cheng)的(de)測(ce)量(liang)任(ren)務(wu)。在(zai)狹(xia)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)裏(li),在(zai)強(qiang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)和(he)高(gao)電(dian)壓(ya)的(de)環(huan)境(jing)裏(li),光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)顯(xian)示(shi)出(chu)了(le)獨(du)特(te)的(de)能(neng)力(li)。目(mu)前(qian)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)已(yi)經(jing)有(you)70多種,大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器。
所謂光纖自身的傳感器,就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂的長度、折射率、直徑的變化,從而使得光纖內傳輸的光在振幅、相位、頻率、偏振等方麵發生變化。測量臂傳輸的光與參考臂的參考光互相幹涉(比較),使輸出的光的相位(或振幅)發生變化,根據這個變化就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸的相位受外界影響的靈敏度很高,利用幹涉技術能夠檢測出10的負4次ci方fang弧hu度du的de微wei小xiao相xiang位wei變bian化hua所suo對dui應ying的de物wu理li量liang。利li用yong光guang纖xian的de繞rao性xing和he低di損sun耗hao,能neng夠gou將jiang很hen長chang的de光guang纖xian盤pan成cheng直zhi徑jing很hen小xiao的de光guang纖xian圈quan,以yi增zeng加jia利li用yong長chang度du,獲huo得de更geng高gao的de靈ling敏min度du。
guangxianshengchuanganqijiushiyizhongliyongguangxianzishendechuanganqi。dangguangxianshoudaoyidianhenweixiaodewailizuoyongshi,jiuhuichanshengweiwanqu,erqichuanguangnenglifashenghendadebianhua。shengyinshiyizhongjixiebo,taduiguangxiandezuoyongjiushishiguangxianshoulibingchanshengwanqu,tongguowanqujiunenggoudedaoshengyindeqiangruo。guangxiantuoluoyeshiguangxianzishenchuanganqideyizhong,yujiguangtuoluoxiangbi,guangxiantuoluolingmindugao,tijixiao,chengbendi,keyiyongyufeiji、艦船、導彈等的高性能慣性導航係統。如圖就是光纖傳感器渦輪流量計的原理。
另外一個大類的光纖傳感器是利用光纖的傳感器。其結構大致如下:傳chuan感gan器qi位wei於yu光guang纖xian端duan部bu,光guang纖xian隻zhi是shi光guang的de傳chuan輸shu線xian,將jiang被bei測ce量liang的de物wu理li量liang變bian換huan成cheng為wei光guang的de振zhen幅fu,相xiang位wei或huo者zhe振zhen幅fu的de變bian化hua。在zai這zhe種zhong傳chuan感gan器qi係xi統tong中zhong,傳chuan統tong的de傳chuan感gan器qi和he光guang纖xian相xiang結jie合he。光guang纖xian的de導dao入ru使shi得de實shi現xian探tan針zhen化hua的de遙yao測ce提ti供gong了le可ke能neng性xing。這zhe種zhong光guang纖xian傳chuan輸shu的de傳chuan感gan器qi適shi用yong範fan圍wei廣guang,使shi用yong簡jian便bian,但dan是shi精jing度du比bi第di一yi類lei傳chuan感gan器qi稍shao低di。
|