光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的電信號(hào)的裝置。它的電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng)以及信息傳輸均用金屬導(dǎo)線(xiàn)連接,見(jiàn)圖(a。光纖傳感器則是一種把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的、光接收器、信號(hào)處理系統(tǒng)以及光纖構(gòu)成,見(jiàn)圖(b。由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件。

 

　　這時(shí),光的某一性質(zhì)受到被測(cè)量的調(diào)制,已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光接收器,使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào),最后經(jīng)信號(hào)處理得到所期待的被測(cè)量。可見(jiàn),光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較,在測(cè)量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)—電測(cè)量為基礎(chǔ),而光纖傳感器則以光學(xué)測(cè)量為基礎(chǔ)。光是一種電磁波,其波長(zhǎng)從極遠(yuǎn)紅外的lmm到極遠(yuǎn)紫外線(xiàn)的10nm。

 

　　它的物理作用和生物化學(xué)作用主要因其中的電場(chǎng)而引起。因此,討論光的敏感測(cè)量必須考慮光的電矢量E的振動(dòng),即A——電場(chǎng)E的振幅矢量;ω——光波的振動(dòng)頻率;φ——光相位;t——光的傳播時(shí)間。可見(jiàn),只要使光的強(qiáng)度、偏振態(tài)(矢量A的方向、頻率和相位等參量之一隨被測(cè)量狀態(tài)的變化而變化,或受被測(cè)量調(diào)制,那么,通過(guò)對(duì)光的強(qiáng)度調(diào)制、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制或相位調(diào)制等進(jìn)行解調(diào),獲得所需要的被測(cè)量的信息。

 

　　2、光纖傳感器的分類(lèi)注：MM多模;SM單模;PM偏振保持;a,b,c功能型、非功能型、拾光型(1根據(jù)光纖在傳感器中的作用1/3光纖傳感器分為功能型、非功能型和拾光型三大類(lèi)。

 

　　1功能型(全光纖型光纖傳感器利用對(duì)外界信息具有敏感能力和檢測(cè)能力的光纖(或特殊光纖作傳感元件,將“傳”和“感”合為一體的傳感器。光纖不僅起傳光作用,而且還利用光纖在外界因素(彎曲、相變的作用下,其光學(xué)特性(光強(qiáng)、相位、偏振態(tài)等的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)“傳”和“感”的功能。因此,傳感器中光纖是連續(xù)的。由于光纖連續(xù),增加其長(zhǎng)度,可提高靈敏度。

 

　　2非功能型(或稱(chēng)傳光型光纖傳感器光纖僅起導(dǎo)光作用,只“傳”不“感”,對(duì)外界信息的“感覺(jué)”功能依靠其他物理性質(zhì)的功能元件完成。光纖不連續(xù)。此類(lèi)光纖傳感器無(wú)需特殊光纖及其他特殊技術(shù),比較容易實(shí)現(xiàn),成本低。但靈敏度也較低,用于對(duì)靈敏度要求不太高的場(chǎng)合。

 

　　3拾光型光纖傳感器用光纖作為探頭,接收由被測(cè)對(duì)象輻射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纖激光多普勒速度計(jì)、輻射式光纖溫度傳感器等。(2根據(jù)光受被測(cè)對(duì)象的調(diào)制形式形式：強(qiáng)度調(diào)制型、偏振調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制。