光纤传感器介绍
光纤传感器
光纤传感器光纤传感器技术在现代科技领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍光纤传感器的原理、应用领域以及未来发展趋势。
光纤传感器是一种利用光纤输送光信号并将其转换为传感信号的装置。
其工作原理基于光纤的光学特性，利用光的传输和反射来检测物理量的变化。
光纤传感器可以实现高灵敏度、高分辨率、快速响应和远程感知等特点，因此在许多领域得到广泛应用。
一种常见的光纤传感器类型是光纤光栅传感器。
光纤光栅传感器利用光栅的干涉效应来实现对物理量的测量。
光栅是将光纤纤芯中周期性的折射率变化引入的装置，在光的传播过程中形成干涉。
当光栅受到外界物理量的作用时，其折射率发生变化，从而引起干涉的变化，进而实现对物理量的检测。
光纤传感器的应用领域非常广泛，其中之一是环境监测领域。
光纤传感器可以用于测量温度、湿度、压力等环境参数，用于监测大气污染、水质污染、土壤质量等环境指标。
通过将光纤传感器网络部署在不同地点，可以实现对环境状况的实时连续监测，为环境保护提供重要数据支持。
另外，光纤传感器在基础设施安全领域也起着关键作用。
例如，光纤传感器可以应用于石油管道、天然气管道、电力输电线路等重要设施的监测和安全保护。
通过光纤传感器可以实现对温度、压力、振动等参数的监测，及时发现异常情况并采取措施，避免事故的发生。
光纤传感器还在医疗领域发挥着重要作用。
例如，在手术中，医生可以使用光纤传感器来监测患者的生命体征，如心率、血压等，并及时作出反应。
此外，光纤传感器还可以用于光学成像，如光纤内窥镜等，帮助医生进行精确的病灶检测和治疗。
未来，光纤传感器技术有望进一步发展。
一方面，随着光纤技术的不断革新，光纤传感器的性能将得到进一步提升。
例如，光纤传感器的灵敏度和分辨率将更高，响应速度将更快，从而满足更多领域对传感器的需求。
另一方面，光纤传感器的应用范围也将不断扩大，如在机器人技术、智能交通、航空航天等领域的应用都将成为可能。
这些发展将进一步推动光纤传感器技术的应用和创新。
光纤传感器的特点和工作原理
光纤传感器的特点和工作原理一、光纤传感器的特点：1.高灵敏度：光纤传感器可以实现高灵敏度的测量，在微小尺度下可以检测到微小变化，并将其转化为电信号输出。
2.多功能性：光纤传感器可以根据不同的应用需求进行设计和选择，可以实现温度、压力、形变、位移、流速、振动等多种物理量的测量和监测。
3.抗干扰性强：由于光纤传感器采用光学原理进行测量，光信号不易受到电磁干扰的影响，从而大大提高了传感系统的稳定性和抗干扰性。
4.远距离传输：光纤传感器的传输距离可以达到几公里，甚至更远，可以满足从传感位置到控制中心的长距离传输需求。
5.抗腐蚀性强：光纤传感器中的光缆材料一般为二氧化硅或光纤增强复合材料，具有抗腐蚀性、耐高温性和强韧性，适用于恶劣环境下的测量和监测。
6.体积小、重量轻：由于光纤传感器使用光学器件作为传感元件，所以整个传感器可以做得非常小巧轻便，便于安装和携带。
7.高精度：光纤传感器可以实现高精度的测量和检测，可以满足高要求的科研和工业应用。
二、光纤传感器的工作原理：1.光源：光源一般采用激光器、发光二极管或白炽灯，产生一束光信号。
2.传输介质：传输介质即为光纤，光纤由高折射率的芯心和低折射率的包层组成。
光信号会在光纤中以全内反射的方式传输。
3.光接收器：光接收器一般采用光电二极管或光电倍增管，用于接收光信号并将其转换为电信号输出。
当光纤传感器用于测量物理量时，会根据物理量的不同使用不同的传感技术。
例如，当光纤传感器用于温度测量时，可以使用基于热敏特性的传感技术，即通过测量光纤材料的热传导特性来推断温度的变化。
当光纤传感器用于压力测量时，可以使用基于光纤的布拉格光栅技术，即通过载荷的作用使光纤纳米尺度的周期结构发生畸变，进而引起光纤波导特性的变化，从而实现压力的测量。
总之，光纤传感器的工作原理是利用光学原理将待测物理量转化为光信号，然后通过光接收器将光信号转化为电信号输出，从而实现对物理量的测量和检测。
由于光纤传感器具有高灵敏度、多功能性、抗干扰性强、远距离传输、抗腐蚀性强、体积小、重量轻和高精度等特点，因此在各个领域都得到了广泛的应用。
光纤传感器结构原理及分类
光纤传感器结构原理及分类光纤传感器是一种采用光纤作为传感元件的传感器。
光纤传感器的工作原理是利用在光纤中传输的光所起的作用，通过测量光的参数的变化来实现测量或检测的目的。
光纤传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、体积小和耐腐蚀等优点，在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用。
光纤传感器的结构主要包括光源、光纤、光纤连接和光纤接收器等部分。
光源产生光信号，通过光纤传输到被测点，然后由光纤接收器接收反射回来的光信号，并将其转换为电信号进行分析和测量。
根据测量的不同参数，光纤传感器可以分为以下几种分类。
1.压力传感器：压力传感器是一种测量液体或气体压力的传感器。
压力传感器利用压力对光纤的传输特性（如弯曲、伸长或挤压）产生的变化来实现测量。
常见的压力传感器有光纤拉曼散射压力传感器和光纤布里渊散射压力传感器等。
2.温度传感器：温度传感器是一种测量温度变化的传感器。
温度能够改变光纤的色散、折射率和长度等特性，通过测量这些变化来实现温度的测量。
常见的温度传感器有光纤布里渊散射温度传感器和光纤拉曼散射温度传感器等。
3.湿度传感器：湿度传感器是一种测量湿度变化的传感器。
湿度对光纤的折射率和损耗等参数产生影响，通过测量这些参数的变化来实现湿度的测量。
常见的湿度传感器有光纤菲涅耳衍射湿度传感器和光纤布里渊散射湿度传感器等。
4.气体传感器：气体传感器是一种测量气体浓度的传感器。
气体的成分和浓度对光纤的折射率、吸收和散射等特性产生影响，通过测量这些参数的变化来实现对气体的测量。
常见的气体传感器有光纤红外吸收气体传感器和光纤光谱吸收气体传感器等。
5.应力传感器：应力传感器是一种测量物体受力变化的传感器。
应力对光纤的拉伸或挤压产生的变形影响光的传输特性，通过测量光纤的变形来实现对应力的测量。
常见的应力传感器有光纤布里渊散射应力传感器和光纤拉曼散射应力传感器等。
除了以上的分类，光纤传感器还可以根据测量原理和传输方式来进行分类。
例如，根据测量原理，光纤传感器可以分为离散光纤传感器和连续光纤传感器；根据传输方式，光纤传感器可以分为点型光纤传感器和线型光纤传感器等。
光纤传感器的原理是
光纤传感器的原理是光纤传感器是一种利用光学原理来进行物体检测和测量的设备。
它利用光纤中的光信号与外界物理量的相互作用，通过测量光的特性变化来获取物理量的信息。
光纤传感器具有高精度、快速响应、不受电磁干扰等优点，广泛应用于工业、生活、医疗等领域。
一、基本原理光纤传感器的基本原理是利用光的传输和载波调制技术。
通常，光纤传感器由光源、光纤、检测元件和信号处理模块组成。
光源产生光信号后，通过光纤传输至检测元件，光信号在物理量作用下发生变化，最后由信号处理模块将光信号转化为电信号输出。
二、工作原理光纤传感器的工作原理可以分为干涉型、散射型和吸收型。
1. 干涉型干涉型光纤传感器利用光的干涉现象来测量物理量。
它通过将光信号分为两个相干波束，一个作为参考光束，另一个经过检测元件后与参考光束发生干涉。
当外界物理量作用于光束时，光的相位和振幅会发生变化，通过测量干涉光信号的强度或相位差，获得物理量的信息。
2. 散射型散射型光纤传感器利用光在纤芯中的散射现象来测量物理量。
它通过纤芯中的光散射来判断外界物理量的变化。
光纤中的散射分为弹性散射和非弹性散射两种，其中弹性散射主要受到光纤材料的缺陷、晶格振动等因素影响，非弹性散射则由于外界物理量的作用引起光纤材料中电子的激发和产生。
通过测量散射光信号的强度、频谱等特性，可以获取物理量的信息。
3. 吸收型吸收型光纤传感器利用光在特定介质中的吸收现象来测量物理量。
它通过在光纤中引入吸收介质，当外界物理量作用于吸收介质时，吸收介质中的光吸收发生变化。
通过测量光的强度变化，可以获得物理量的信息。
三、应用领域光纤传感器在诸多领域有着广泛的应用。
1. 工业领域在工业自动化控制中，光纤传感器可用于测量温度、压力、液位、流量等物理量。
通过光纤传感器的应用，可以实现高精度、实时的物理量检测和测量，从而提高生产效率、保证产品质量。
2. 生活领域光纤传感器在生活中也有着广泛的应用，如煤气检测、火灾报警、安全防范等。
光纤传感器工作原理
光纤传感器工作原理光纤传感器是一种利用光学原理进行测量的传感器。
相比传统的电信号传感器，光纤传感器具有更高的灵敏度、更大的频带宽度和更好的抗干扰性能，因此在工业、医疗、环境监测等领域得到广泛应用。
光纤传感器的工作原理基于光的传播和传感效应。
光纤传感器通常由光源、光纤、敏感元件和光电转换器组成。
在光纤传感器中，光源发出一束光经过光纤进行传播。
光纤是一种能够将光信号限制在光纤内部的细长光导波装置，通常由具有高折射率的芯和具有低折射率的包层构成。
光信号在光纤中的传播受到光纤材料的折射特性和光纤结构的影响。
在光纤传感器中，常用的敏感元件有光纤光栅和光纤干涉仪。
光纤光栅是用特殊的制备工艺在光纤的芯或包层中形成的周期性折射率变化的光学结构，可以实现对光的频率、幅度和相位等参数的敏感检测。
光纤干涉仪则利用光纤在传播过程中发生的干涉现象进行测量，通过改变光波在不同光纤路径中的相位差，可以获取被测物理量的信息。
光纤传感器中的敏感元件接收到通过光纤传播过来的光信号后，将其转换成与被测物理量相关的光学信号。
然后，光学信号通过光电转换器转换为电信号，经过放大、处理和解码等步骤后，最终得到与被测物理量相关的结果。
光纤传感器的工作原理可以通过以下几个方面来解释：1. 光纤传感器的基本原理是利用光的折射和传播规律。
当光束从一个介质传播到另一个介质时，由于光在不同介质中的折射率不同，光束的传播方向会发生偏折。
通过对光束的偏折进行测量，可以得到与被测物理量相关的信息。
2. 光纤传感器的工作过程涉及到光的干涉现象。
干涉是指两个或多个光波相互叠加形成的干涉图样。
在光纤传感器中，通过使光波在光纤中沿不同路径传播，利用不同路径上光波的相位差来实现测量。
当被测物理量发生变化时，导致光线的路径长度或相位发生变化，从而引起干涉图样的变化。
3. 光纤传感器的敏感元件可以是光纤光栅或光纤干涉仪。
光纤光栅是通过将光纤的芯或包层制作成具有周期性折射率变化的结构，利用光在光纤光栅中的反射和折射等效应进行测量。
光纤传感器基本原理
光纤传感器基本原理光纤传感器是一种利用光纤作为传感元件的传感器，它通过光纤中的光信号的强度、频率或相位的变化来感知和测量环境参数的传感器装置。
光纤传感器具有高可靠性、抗干扰能力强、响应速度快等优点，广泛应用于测量、通信、工业自动化等领域。
首先是光源部分：光源可以是激光器、LED等产生光信号的装置。
光源通过光纤传输光信号到目标位置，其中包括了传感器测量的环境参数。
然后是光纤部分：光纤是光信号传输的介质，通常由一根或多根光纤组成。
光纤可以是单模光纤或多模光纤，其核心材料通常是高纯度玻璃或塑料。
光信号通过光纤的内部反射来传输，通过改变光纤的长度、形状或者在光纤表面附加外界物质等方式，可以实现对环境参数的测量。
最后是光电检测器部分：光电检测器用于接收光信号并将其转化为电信号。
光电检测器可以是光电二极管、光电转换器等。
当光信号到达光电检测器时，光信号激发光电检测器产生电流变化，进而将光信号转化为电信号。
通过测量电信号的特征，如电流的强度、频率或相位的变化，可以获得环境参数的信息。
光纤传感器的工作原理有很多种，最常见的是基于光强度的测量。
当环境参数发生变化时（如温度、湿度、压力等），这些变化会导致光信号的强度发生变化。
光纤传感器通过测量光信号的强度变化来确定环境参数的变化情况。
另外一种常见的光纤传感器工作原理是基于光频率的测量。
当环境参数变化时，这些变化会引起光信号的频率移动。
通过测量光信号频率的变化，可以确定环境参数的变化情况。
还有一种光纤传感器工作原理是基于光相位的测量。
当环境参数变化时，这些变化会导致光信号的相位变化。
通过测量光信号相位的变化，可以确定环境参数的变化情况。
总之，光纤传感器利用光的传导性能来实现环境参数的测量和检测。
通过光源产生光信号，光信号经过光纤传输并最终转化为电信号。
根据光信号的强度、频率或相位的变化，可以获得环境参数的变化情况。
光纤传感器具有高可靠性、抗干扰能力强、响应速度快等优点，在各个领域得到广泛应用。
keyence光纤传感器说明书
keyence光纤传感器说明书Keyence光纤传感器是一种先进的光电传感器，广泛应用于工业自动化领域。
本文将详细介绍Keyence光纤传感器的基本原理、性能特点、操作方法以及应用领域。
一、原理介绍Keyence光纤传感器通过使用光纤作为传感器的灵敏部件，利用光的传输和反射原理来进行物体检测。
光纤传感器由光源、光纤和光接收器组成。
当光源发出光线，经过光纤传输到光接收器，光接收器检测到光线的强度变化，从而判断物体的存在与否或其他参数。
二、性能特点1. 精确度高：Keyence光纤传感器具有高精度的检测能力，能够检测到微小物体的存在或位置。
2.反应速度快：光纤传感器的响应时间非常短，可以在毫秒级别内完成信号的检测和处理。
3.稳定性好：光纤传感器采用先进的光纤技术，具有良好的抗干扰能力，能够在复杂的环境中稳定工作。
4.易于安装：光纤传感器体积小巧轻便，安装方便灵活，适用于各种工作场景。
5. 多种模式可选：Keyence光纤传感器提供多种工作模式，能够满足不同的检测需求。
三、操作方法1.安装：a.将光源和光接收器分别安装在要检测的物体的两侧或上下方。
b.将光纤连接到光源和光接收器上。
c.调整光纤的位置和角度，确保光线能够正常传输和反射。
2.参数设置：a.连接光纤传感器到电源，并连接到相应的控制设备。
b.根据实际需求，设置传感器的工作模式、灵敏度和响应时间等参数。
c.根据需要进行调试和校准，确保传感器正常工作。
3.检测：a.打开光纤传感器的电源，并进行预热。
b.将物体置于传感器的检测范围内，观察传感器的指示灯或输出信号变化。
c.根据传感器的输出信号，进行相应的控制或判断。
四、应用领域Keyence光纤传感器广泛应用于工业自动化领域1.物体检测：用于检测物体的存在、位置或特征，如工件定位、零件检查等。
2.计数和分选：用于计数和分选物体，如自动包装机、流水线等。
3.压力和应力测量：用于测量物体的压力、应力或力的变化，如机械零件的负载测试、压力传感器的测量等。
光纤传感器 原理
光纤传感器原理
光纤传感器是一种利用光纤传输光信号并通过测量光信号的变化来检测环境参数的传感器。
其工作原理是基于光纤的传输特性。
光纤传感器通常由两部分组成：光源和光接收器。
光源发出光信号，光信号在光纤中传输，并受到环境参数的影响。
光接收器接收经过环境参数影响的光信号，并将其转换为电信号进行测量和分析。
具体的原理分为以下几个步骤：
1. 光的发射：光源产生的光信号被输入到光纤中。
2. 光传输：光信号在光纤中以全内反射的方式传输，通过与光纤中的光束发生多次反射来保持信号传输。
3. 环境参数的影响：光信号在传输过程中，受到环境参数的影响，如温度、压力、应变等。
这些参数的变化会改变光信号的特性，如强度、频率、相位等。
4. 光的接收：受到环境参数影响后的光信号到达光接收器。
光接收器通常是一个光电二极管或光敏元件，能够将光信号转换为相应的电信号。
5. 信号处理与分析：光电二极管或光敏元件将光信号转换为电信号后，通过电路进行放大、滤波、调制等处理，然后进行分析和计算，以得到目标环境参数的测量结果。
总之，光纤传感器利用光纤的传输特性，通过测量光信号的变化来检测环境参数。
这种传感器具有高精度、抗干扰能力强、远距离传输等优点，并在各个领域中得到广泛应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）容易安装，不用断开导线，仅将细长、柔软的绝缘光纤卷绕在导体 上就可检测电流，能实现整个传感装置的小与轻量化； （2）无电磁噪音的干扰。 （3）计测范围广，没有铁心磁饱和的制约，同时，法拉第效应的响应速 度快，具有从低频到高频、到大电流的广阔测量范闱； （4）因为信号通过光纤传输。波形畸变小。传输损耗小，故可实现长距 21 离的信号传输。
2017/4/5
结构简单，造价低廉 耦合器 . 光发送器 缺点是灵敏度低。
光纤 光受 信器
信号 处理
被测对象
13
光纤传感技术的分类——按调制方式分
强度调制型 偏振调制型 相位调制型 波长调制型
2017/4/5
14
光纤传感器的分类——强度调制型
强度调制型光纤传感器：
是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射 等参数的变化，而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。
2017/4/5
8
光纤的基本知识
1966年，英籍华裔学者高锟（Charles
K. Kao）发表 了关于传输介质新概念的论文《光频率介质纤维表面波 导》，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传 输的可能性和技术途径，并指明通过“原材料提纯制造 出适合于长距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向， 他奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
类型 相位调制
2017/4/5
方
式
主要应用 微位移、粗糙度测量 光洁度、加速度、速度测量
Sagnac光纤干涉仪 F-P光纤干涉仪
Michelson光纤干涉仪
角度等传感器
22
相位调制型光纤传感器 ——光纤温度传感器
用单模光导纤维构成干涉仪， 外界各种物理量的影响因素 能导致光导纤维中光程的变 化，从而引起干涉条纹的变 动。 激光器的点光源光束扩散 为平行波，经分光器分为 两路，一为基准光路，另 一为测量光路。外界温度 （或压力、振动等）引起 光纤长度的变化和相位的 光相位变化，从而产生不 同数量的干涉条纹，对它 的模向移动进行计数，就 可测量温度或压力等。23
2017/4/5
3
光纤传感器的发展
20世纪90年代后期，光通信带动下的光子产业取 得了巨大的成功，光纤传感器呈产业化发展，在 国际上形成了许多应用领域，即医学和生物、电 力工业、化学和环境、军事和职能结构、石油行 业、汽车行业、船舶、航空航天等领域。
2017/4/5
4
光纤传感器的发展
传感器（Sensor，Transducer）是完成信息获 取（检测）、传输和转换的器件。光纤传感器 （Optical Fiber Sensor）则是以光纤作为功能 材料的传感器。
这种传感器的优点是有极高的灵敏 度，主要用于光纤陀螺、光纤水听 器、动态压力和应变测量、机械振 动测量等方面 。
2017/4/5
光纤传感器的分类——波长调制型
类型 方 式 主要应用 pH值测量、温度测量 温度测量 温度测量 气体浓度传感器 位移分色计 气体成分传感器 利用热色物质的颜色变化进行波长调制 利用荧光光谱变化进行波长调制 波长 调制 利用黑体辐射进行波长调制 利用滤光器参数变化进行波长调制 利用棱镜光栅进行波长调制 利用被测物自身吸收特性进行波长调制
波长调制光纤传感器主要是利用传感探头的光频谱特性随外界物理量 变化的性质来实现的。此类传感器多为非功能型传感器。
2017/4/5
24
光纤传感技术的分类——按光学现象分
干涉型 非干涉型 分布式传感器 Bragg传感器
2017/4/5
25
光纤传感技术的分类
类型 被测量 光学现象 多普勒效应 多次反射 热膨胀 声光效应 光弹性效应 热膨胀 磁致伸缩效应 相位 （干涉） 单模光纤 检测对象 频率 干涉 相位 光纤类型 多模梯度光纤 单模光纤 Michelson 速度、振动、位移 干涉仪 振动、位移 温度 声压 干 涉 型 变形、振动、加速度 MachZehnder 干涉仪 温度 电流、磁场
光纤干涉测量技术第二讲Fra bibliotek光纤传感器介绍
2017/4/5
1
光纤传感器的发展
20世纪60年代，激光使得利用 光的各种属性（干涉、衍射、偏 振、反射、吸收和发光等）的光 检测技术，作为非接触、高速度、 高精确度的检测手段获得了飞速 的发展。 20世纪70年代，由于光纤不但具 有良好的传光特性，而且其本身 就可用来进行信息传递，无需任 何中间媒体就能把测量值与光纤 内的光特性变化联系起来，因此， 在20世纪80年代光纤传感器就已 显示出广阔的应用前景。
敏感元件 传感型与传光性光纤传感器都可 光纤 这种传感器多用于工业检测 信号处理 光受信器 液位、压力、形变、温度、 再分成光强调制、相位调制、偏振态 流速、电流、磁场等。 调制以及波长调制等几种形式。 它的优点是性能稳定可靠， 3）拾光型光纤传感器
用光纤作为探头，接收由被测对 象辐射的光或被其反射、散射的光。 其典型例子如光纤激光多普勒速度计 、辐射式光纤温度传感器等。
类型 偏振态调制 方 克尔电光效应 光电效应
2017/4/5 18
式
主要应用 电流、电压、磁场传感器
Faraday效应（磁光效应）
光的偏振现象
Maxwell电磁波理论和实验表明，光波是横波。
电 磁 波 的 振 动 方 式 光除了有干涉和衍射现象外还有偏振现象 在干涉和衍射里，光波的振动是以标量形式来处理的，即未考虑振动 的方向，只研究光振动的大小和强度分布。而研究光的偏振现象，光波
图b 光纤测量系统结构
什么是光纤传感器？
光纤传感器(FOS Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期 发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通 信技术迅速发展的产物，它与以电为基础的传感器有本质区别。 光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信 息的媒质。因此，它同时具有光纤及光学测量的特点。 ①电绝缘性能好。 ②抗电磁干扰能力强。 ③非侵入性。 ④高灵敏度。 ⑤容易实现对被测信号的远距离监控。 光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压 力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量
光纤微弯扰式模式调制 液体折射率变化进行调制 光纤吸收特性进行调制 比较光纤出射模斑的强度调制 利用数字编码技术进行强度调制 利用电压式表面声波衍射进行强度调制
2017/4/5
16
光强度调制型光纤传感器——光纤压力传感器
在压力作用下光纤产生微弯 变形导致光强度变化，从而 引起光纤传输损耗的改变， 并由吸收、发射或折射率变 化来调制发射光，可制成微 弯效应的光纤压力传感器 。
2017/4/5 10
光纤的基本知识
850nm窗口，典型的衰减值为2dB/km； 1300nm窗口，典型的衰减值为0.4dB/km；
1550nm窗口，具有最低的衰减，典型值为0.2dB/km。
2017/4/5
11
光纤传感器的分类——按功能分
根据光纤在传感器中的作用，光纤传感器分为功能型、 非功能型和拾光型三大类 1）功能型（全光纤型）光纤传感器
必须用矢量来描述。
2017/4/5 19
法拉第效应
许多物质在磁场的作用下可以使穿过它的平面偏振光的偏 振方向旋转，这种现象称为磁致旋光效应或法拉第效应。
向 方 播 传
振
动
面
线偏振光
2017/4/5
20
偏振调制型光纤传感器 ——光纤电流传感器
单模光导纤维的偏振特性极易 受到外界各种物理量的影响， 如在高电场下的克尔效应和在 强磁场下的法拉第效应，利用 这一原理可制成大电流、高电 压测试传感器。
2017/4/5 15
光纤传感器的分类——强度调制型
类型 方 安装光楔、光栅、动闸 发光或受光纤自调制 式 主要应用 辐射式温度传感器 位移、压力、流量传感器 振动、频率、重量传感器
安装斩波器、光开关、调制
反射式强度调制
强度 调制
微位移、液位传感器 压力传感器 浓度、折射率传感器 x、 射线传感器 流量传感器 转动、转速传感器 光开关
光发送器
光纤敏感元件
信号处理
2017/4/5
光受信器
12
光纤传感器的分类
2）非功能型（或称传光型）光纤传感器
光纤仅起导光作用，只“传”不“感”，对外界信息的“感觉”功能 以多模光导纤维来传输 依靠其他物理性质的功能元件完成。 光信号，根据光接受强 光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容 度不同进行测量，而对 易实现，成本低。但灵敏度也较低，用于对灵敏度要求不太高的场合。 被测参数起检测作用的 是其他敏感元件。 光发送器
2017/4/5
9
光纤的基本知识
光纤是一种传输光信息的导光纤维，主要由高强度
石英玻璃、常规玻璃和塑料制成。
光纤由纤芯、包层、护套组成。
纤芯
n1 包层
n2
光主要在纤芯中传输，光纤的导光能力
纤芯
包层
涂敷层
护套
主要取决于纤芯和包层的折射率，纤芯的 折射率n1稍大于包层的折射率n2，典型 数值是n1=1.46~1.51，n2=1.44~1.50.
光纤温度传感器
2017/4/5
微弯光纤压力传感器
5
光纤传感器与经典传感器的区别
经典的传感器完成的 是从非电量到电量的 转换。 光纤传感器完成的是 从非光量到光量的转 换。 它们的区别是，光纤 传感器以光作感知信 息的载体，而不是电； 用光纤传送信息，而 不是导线。
6
图a 经典测量系统结构
2017/4/5
2017/4/5 7