光纤传感器
光纤传感器是一种将被测目标的状况转变为可测的光信号的传感器。光纤传感器的作业原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互效果， 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发作改动，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器材、经解调器后取得被测参数。整个过程中，光束经由光纤导入，经过调制器后再射出，其间光纤的效果首先是传输光束，其次是起到光调制器的效果。
光纤传感器的长处
1、电绝缘性能好，安全可靠：光纤自身是由电介质构成的，适宜于在易燃易爆的油、气、化工出产中运用。
2、抗电磁搅扰：一般电磁辐射的频率比光波低许多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁搅扰的影响。
3、体积小、重量轻，几许形状可塑。
4、传输损耗小，传输容量大：可完成远距离遥控监测和多点分布式丈量。
5、耐腐蚀，化学功能安稳：因为制造光纤的资料——石英具有极高的化学安稳性，因而光纤传感器适宜于在较恶劣环境中运用。
6、传感器端无需供电，是无源器材，将传输与传感集合到一体。
光纤传感器比照传统传感器的长处
（1）灵敏度高
因为光是一种波长极短的电磁波，经过光的相位便得到其光学长度。以光纤干与仪为例，因为所运用的光纤直径很小，遭到细小的机械外力的效果或温度改动时其光学长度要发作改动，然后引起较大的相位改动。假定用10米的光纤，l℃的改动引起1000ard的相位改动，若能够检测出的最小相位改动为0.01ard，那么所能测出的最小温度改动为l0℃，可见其灵敏度之高。
（2）抗电磁搅扰、电绝缘、耐腐蚀、实质安全因为光纤传感器是使用光波传输信息，而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质，并且安全可靠，这使它能够便利有效地用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁搅扰和易燃易爆等恶劣环境中。
（3）丈量速度快
光的传达速度最快且能传送二维信息，因而可用于高速丈量。对雷达等信号的剖析要求具有极高的检测速率，使用电子学的办法难以完成，使用光的衍射现象的高速频谱剖析便可处理。
（4）信息容量大
被测信号以光波为载体，而光的频率极高，所包容的频带很宽，同一根光纤能够传输多路信号。
（5）适用于恶劣环境
光纤是一种电介质，耐高压、耐腐蚀、抗电磁搅扰，可用于其它传感器所不适应的恶劣环境中。
光纤传感器的分类
1、位调制型光纤传感器
基本原理是：在被测能量场的效果下，光纤内的光波的相位发作改动，再用干与丈量技能将相位的改动转换成光强的改动，然后检测到待测的物理量。相位调制型光纤传感器的长处是具有极高的灵敏度，动态丈量规模大，一起响应速度也快，其缺陷是对光源要求比较高一起对检测体系的精密度要求也比较高，因而本钱相应较高。现在首要的使用范畴为：使用光弹效应的声、压力或振动传感器;使用磁致弹性效应的电流、磁场传感器;使用电致弹性的电场、电压传感器;使用赛格纳克效应的旋转角速度传感器（光纤陀螺）等。
2、度调制型光纤传感器
基本原理是待测物理量引起光纤中传输光光强的改动，经过检测光强的改动完成对待丈量的丈量。一稳定光源宣布的必定强度的激光注入传感头，在传感头内，光在被测信号的效果下其强度发作了改动，即遭到了外场的调制，使得输出光强的包络线与被测信号的形状相同，光电勘探器测出的输出电流也作相同的调制，信号处理电路再检测出调制信号，就得到了被测信号。这类传感器的长处是结构简略、本钱低、简略完成，因而开发使用的比较早，现在现已成功的使用在位移、压力、外表粗糙度、加速度、空隙、力、液位、振动、辐射等的丈量。强度调制的办法许多，大致可分为反射式强度调制、透射式强度调制、光形式强度调制以及折射率和吸收系数强度调制等等。一般反射式强度调制、透射式强度调制、折射率强度调制称为外调制式，光形式称为内调制式。可是因为原理的约束，它易受光源动摇和连接器损耗改动等的影响，因而这种传感器只能用于搅扰源较小的场合。
3、振态调制型光纤传感器
基本原理是使用光的偏振态的改动来传递被测目标信息。光波是一种横波，它的光矢量是与传达方向笔直的。假如光波的光矢量方向始终不变，仅仅它的巨细随相位改动，这样的光称为是线偏振光。光矢量与光的传达方向组成的平面为线偏振光的振动面。假如光矢量的巨细坚持不变，而它的方向绕传达方向均匀的滚动，光矢量结尾的轨道是一个圆，这样的光称为圆偏振光。假如光矢量的巨细和方向都在有规则的改动，且光矢量的结尾沿一个椭圆滚动，这样的光称为椭圆偏振光。使用光波的偏振性质，能够制成偏振调制光纤传感器。在许多光纤体系中，尤其是包括单模光纤的那些体系，偏振起着重要的效果。许多物理效应都会影响或改动光的偏振状况，有些效应可引起双折射现象。所谓双折射现象便是关于光学性质随方向而异的一些晶体，一束入射光常分解为两束折射光的现象。光经过双折射媒质的相位推迟是输入光偏振状况的函数。偏振态调制光纤传感器检测灵敏度高，可防止光源强度改动的影响，并且相对相位调制光纤传感器结构简略、且调整便利。其首要使用范畴为：使用法拉第效应的电流、磁场传感器;使用泡尔效应的电场、电压传感器;使用光弹效应的压力、振动或声传感器;使用双折射性的温度、压力、振动传感器。现在最首要的仍是用于监测强电流。
4、长调制型光纤传感器
传统的波长调制型光纤传感器是使用传感探头的光谱特性随外界物理量改动的性质来完成的。此类传感器多为非功能型传感器。在波长调制的光纤探头中，光纤仅仅简略的作为导光用，即把入射光送往丈量区，而将回来的调制光送往剖析器。光纤波长勘探技能的关键是光源和频谱剖析器的杰出功能，这关于传感体系的安稳性和分辨率起着决定性的影响。光光纤波长调制技能首要使用于医学、化学等范畴。例如，对人体血气的剖析、PH值检测、指示剂溶液浓度的化学剖析、磷光和荧光现象剖析、黑体辐射剖析和法布里一珀罗滤光器等。
而现在所称的波长调制型光纤传感器首要是指光纤布拉格光栅传感器（FBG）。能够毫不夸大的说，正是有了光纤光栅传感器，光纤传感器才真实开端从实验室邹向大规模的工程使用。
5、率调制型光纤传感器
其基本原理是使用运动物体反射或散射光的多普勒频移效应来检测其运动速度，即光频率与光接收器和光源间运动状况有关。当它们相对停止时，接收到光的振动频率;当它们之间有相对运动时，接收到的光频率与其振动频率发作频移，频移巨细与相对运动速度巨细和方向有关。因而，这种传感器多用于丈量物体运动速度。频率调制还有一些其他办法，如某些资料的吸收和荧光现象随外界参量也发作频率改动，以及量子相互效果发生的布里渊和拉曼散射也是一种频率调制现象。其首要使用是丈量流体活动，其它还有使用物质受强光照耀时的拉曼散射构成的丈量气体浓度或监测大气污染的气体传感器;使用光致发光的温度传感器等。
