在物联网和传感器日益发展的今天,大家都会碰到一些新技术和概念。很多人会问什么是光纤传感器呢?
光纤传感器(Fiber Optical Sensor,FOS)是基于光导纤维的新型传感器。光导纤维是70年代发展起来的一种新兴的光电子技术材料。到目前为止,光纤技术主要用于光纤通信、直接信息交换、把待测的量和光纤内的导光联系起来,形成光纤传感器。光纤传感器目前已经广泛应用于磁、声、压力、温度、加速度、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量,其种类达到了数百种。光纤传感器的应用,解决了以前认为难以解决,甚至不能解决的技术难题。
光纤传感器的基本原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化,成为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器,经解调器解调后,获得被测参数。由于光纤既是一种电光材料,又是一种磁光材料,即同电和磁存在着某些相互作用的效应,可以说光纤兼具“传”和“感”两种功能。
按照光纤在传感器中的作用,光纤传感器可以分为两大类:
一类是导光型,也称非功能型光纤传感器,简称NFF 型传感器; 另一类是传感型,或称功能型光纤传感器,简称FF型传感器。前者多数使用多模光纤,后者常使用单模光纤。
光纤传感器具有以下主要特点:
1)光纤传感器不受电磁场的干扰。光信息在光纤中传输时,不会与电磁场发生作用,所以信息在传输过程中抗电磁干扰能力很强,特别适用于电力系统。
2)光纤传感器的绝缘性能高。光纤是不导电的非金属材料,其外层的涂敷材料硅胶也不导电,因而光纤绝缘性能高,很方便测量带高压设备的各种参量。
3)光纤传感器防爆性能好,体积很小、重量轻、耐高压、耐腐蚀。在光纤内部传输的信号能量很小,不会产生火花、高温、漏电等不安全因素,适用于恶劣条件下的非接触式、非破坏性、远距离测量。
4)光纤传感器信息传输量大、导光性能好、灵敏度高,对传输距离较短的光纤传感器来说,其传输损耗可忽略不计。
5)光纤细而柔软,可以制成非常小巧的光纤传感器,广泛地应用于位移、温度、压力、速度、加速度、液位、成分、流量等物理量及其他特殊对象和场合的参数测量中。
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