光纤传感器基础知识

道被测参数的改动；另一种是以激光器或发光二极管为光源，用光导纤维作为光传输通道，把光信号载送入或载送出灵敏元件，再与其他相应灵敏元件合作而构成传感器。前者归于物性型传感器，后者归于结构型传感器。这两种传感器在主动丈量体系中都有运用。
   开展布景  为了检测和处理品种繁复的信息，需要用传感器将被丈量转换成便于处理的输出信号方法，并送往有关设备。在这个过程中采用光信号比电信号有很大的优越性。用光纤传输光信号,能量丢失极小,并且光纤的化学性质安稳、横截面小，一起又具有防噪声、不受电磁搅扰、无电火花、无短路负载和耐高温等长处。因而70年代末光纤通信技能鼓起，光纤传感器也取得迅速开展。
   分类  光纤传感器依照运用的光纤不同，一般分为多模光纤传感器和单模光纤传感器两大类。光纤芯内折射率散布对传输频带宽度的影响很大。能够传输多种传输模的称为多模光纤，传输频带宽度可达30兆赫至数百兆赫。芯子与包层极细的一种光导纤维（芯子与包层间折射率差值很小）只能传输一种传输模，称为单膜光纤，传输频带宽度高达10吉赫。多模光纤传感器又分为传光型和光强调制型两种，单模光纤传感器则分为偏振调制型和相位调制型两种。
   ①  传光型光纤传感器  以多模光导纤维来传输光信号，依据光承受强度不同进行丈量，而对被测参数起检测效果的是其他灵敏元件。这种传感器多用于工业检测液位、压力、形变、温度、流速、电流、磁场等。它的长处是功能安稳牢靠，结构简略，造价低价，缺陷是灵敏度低。图1[ 光纤液位传感器]为光纤液位传感器的原理示意图。
   ②  光强调制型光纤传感器  在压力效果下光纤发生微弯变形导致光强度改动，然后引起光纤传输损耗的改动，并由吸收、发射或折射率改动来调制发射光，可制成微弯效应的光纤压力传感器（图2[ 微弯效应光纤压力传感器]）。因为齿板的效果，在沿光纤光轴的笔直方向上加有压力时，光纤发生微弯变形，光波导方法改动，传输损耗添加。这种传感器具有较高的灵敏度。此外，使用光学编码盘合作光纤可制成数字式光纤压力传感器。
   ③  偏振调制型光纤传感器  单模光导纤维的偏振特性极易遭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，使用这一原理可制成大电流、高电压测验传感器（图3[ 偏振光面改动检测原理图]）。
   ④  相位调制型光纤传感器  用单模光导纤维构成干与仪，外界各种物理量的影响要素能导致光导纤维中光程的改动，然后引起干与条纹的改变。图4[ 干与典礼光纤温度传感器]为干与典礼光纤温度传感器的结构原理。激光器的点光源光束分散为平行波，经分光器分为两路，一为基准光路，另一为丈量光路。外界温度（或压力、振荡等）引起光纤长度的改动和相位的光相位改动，然后发生不同数量的干与条纹，对它的模向移动进行计数，就可丈量温度或压力等。这种传感器的长处是有极高的灵敏度，首要用于光纤陀螺、光纤水听器、动态压力和应变丈量、机械振荡丈量等方面图5[光纤陀螺仪原理图]为光纤陀螺仪的根本光学体系图BS1、BS2是两个半透镜，激光透过BS1在BS2被分为两路,各自经过聚光镜别离沿着单模光导纤维环向左右两个方向进行。当两路光从头抵达BS2之后，便被导入同轴光路并在F1上发生干与,然后求出环面在惯性空间的转速。两路光在BS1也被导入同轴光路，在F2发生的干与也被用于核算转速。光纤陀螺无可动部件，能准确丈量该体系相对于惯性空间的旋转速度，是一种高功能的惯性导航陀螺仪。  参考书目  
袁希光主编：《传感器技能手册》，国防工业出版社，北京，1986。