光纖最早的出現(xiàn)的目的是用于傳輸光,在20世紀(jì)70年初生產(chǎn)出低損耗光纖后,光纖用于長(zhǎng)距離傳遞信息,是光纖通信的基石,也可以豪不夸張的說(shuō)光纖也是現(xiàn)信息社會(huì)的基石。由于光纖不僅可以作為光波的傳輸媒質(zhì),而且光波在光纖中傳播的特征參量(振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等)會(huì)因外界因素(如溫度、壓力、應(yīng)變、振動(dòng)、聲音、磁場(chǎng)、折射率、扭曲、等)的作用而間接或直接地發(fā)生變化,分析這些變化就可以得到外界作用的某些性質(zhì),從而可將光纖用作傳感器元件來(lái)探測(cè)各種物理量、化學(xué)量和生物量,這就是光纖傳感器的基本原理。
光纖傳感器的原理 光纖傳感器由光源、入射光纖、出射光纖、光調(diào)制器、光探測(cè)以及解調(diào)制器組成。其基本原理是將光源的光經(jīng)入射光纖送人調(diào)制區(qū),光在調(diào)制區(qū)內(nèi)與外界被測(cè)參數(shù)相互作用,使光的光學(xué)性質(zhì)(如強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等)發(fā)生變化而成為被調(diào)制的信號(hào)光,再經(jīng)出射光纖送入光探測(cè)、解調(diào)器而獲得被測(cè)參數(shù)。
光纖傳感器按傳感原理可分為兩類(lèi):一類(lèi)是傳光型(非功能型)傳感器,另一類(lèi)是傳感型(功能型)傳感器。在傳光型光纖傳感器中,光纖僅作為光的傳輸媒質(zhì),對(duì)被測(cè)信號(hào)的感覺(jué)是靠其它敏感元件來(lái)完成的,這種傳感器中出射光纖和入射光纖是不連續(xù)的,兩者之間的調(diào)制器是光譜變化的敏感元件或其它性質(zhì)的敏感元件。在傳感型光纖傳感器中光纖兼有對(duì)被測(cè)信號(hào)的敏感及光信號(hào)的傳輸作用,將信號(hào)的“感”和“傳” 合而為一,因此這類(lèi)傳感器中光纖是連續(xù)的。
智能化傳感器的特點(diǎn)
智能化傳感器是指那些裝有微處理器的,不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲(chǔ),而且還能夠進(jìn)行邏輯思和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類(lèi)傳感器就相當(dāng)于是微型機(jī)與傳感器的綜合體一樣,其主要組成部分bao括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器,主傳感器為壓力傳感器,用來(lái)探測(cè)壓力參數(shù),輔助傳感器通常為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。采用這種技術(shù)時(shí)可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變化而導(dǎo)致的測(cè)量誤差,而環(huán)境壓力傳感器測(cè)量工作環(huán)境的壓力變化并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行校正;而硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘?hào)進(jìn)行放大、處理和存儲(chǔ)外,還執(zhí)行與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。