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光纤传感器的优缺点介绍

根据原理的不同,光纤传感器可分为四类。每个传感器都有自己的特点和优缺点。基于这些不同原理的光纤传感器可用于测量不同的参数。

1、强度调制型光纤传感器

它是一种利用被测物体的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射参数的变化,并导致光强变化来实现敏感测量的传感器。利用光纤微弯损耗;每种物质的吸收特性;振动膜或液晶反射光强度的变化;通过各种粒子射线或化学或机械激发物质发光;以及对材料的荧光辐射或光路阻塞等,构成压力、振动、温度、位移、气体等强度调制型光纤传感器。

优点:结构简单,易于实现,成本低。

缺点:受光源强度波动和连接器损耗变化的影响。


2、偏振调制光纤传感器

是一种利用光偏振状态的变化来传输被测物体信息的传感器。由光在磁场介质中传播的法拉第效应制成的电流和磁场传感器;利用光在电场中在压电晶体中传播的气泡效应制作电场和电压传感器;使用材料光弹性效应的压力、振动或声音传感器;并利用光纤的双折射特性构成温度传感器、压力传感器、振动传感器等。

优点:可以避免光源强度变化的影响,所以灵敏度高。

缺点:不容易实现

3、调频光纤传感器

它是一种利用单色光改变反射到被测物体上的光的频率的传感器。利用运动物体反射和散射光的多普勒效应的光纤速度、速度、振动、压力和加速度传感器;一种用于测量气体浓度或监测空气污染的气体传感器是由材料受到强光照射时的拉曼散射组成的。并采用光致发光温度传感器。

优点:易于实施,成本低

缺点:灵敏度低

4、相位调制传感器

其基本原理是利用被测对象对敏感元件的作用,改变敏感元件的折射率,或改变传播常数,使光发生相位变化,使两束光产生的干涉条纹发生变化,通过检测干涉条纹的变化来确定光的相位变化量,从而得到信息对象。通常有利于光弹性效应的声音、压力或振动传感器;采用磁致伸缩效应的电流和磁场传感器;采用电致伸缩电场、电压传感器和采用光纤Sagnac效应的旋转角速度传感器(光纤陀螺)。这些传感器的灵敏度非常高。但由于采用了光纤和高精度的检测系统,所以成本较高。


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