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光纤传感技术

时间:2022-11-03 百科知识 版权反馈
【摘要】:光纤在20世纪70年代问世,光纤传感技术伴随着光通信技术的发展而逐步形成。因此,如果能测出光波参数的变化,就可以知道导致光波参数变化的各种物理量的大小,于是产生了光纤传感技术。自其应用于传感领域以来,光纤传感器的发展十分迅速,目前已研制出各类光纤传感器,用于测量位移、速度、加速度、液位、应变、力、流量、振动、水声、温度、电流、电压、磁场和各类化学物质等。

光纤在20世纪70年代问世,光纤传感技术伴随着光通信技术的发展而逐步形成。在光通信系统中,光纤被用做远距离传输光波信号的媒质。显然,光纤传输的光信号受外界干扰越小越好。但是,在实际的光传输过程中,光纤易受外界环境因素影响。例如,温度、压力电磁场等外界条件的变化,将引起光纤光波参数如光强、相位、频率、偏振、波长等的变化。因此,如果能测出光波参数的变化,就可以知道导致光波参数变化的各种物理量的大小,于是产生了光纤传感技术。

利用光纤实现物理量的传感,与常规传感器相比,有很多优点。

(1)结构简单、体积小、重量轻、耗能少。光纤直径只有几微米到几百微米,而且其柔韧性好,可深入机器内部或人体弯曲的内脏等特殊部位进行检测。

(2)灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、可挠性强,可实现不带电的全光型探头。光纤主要由电绝缘材料做成,工作时也是利用光子进行信息传输,因此具有很好的电磁屏蔽功能;另外,光波易于屏蔽,使得外界光无法干扰,因此可提高测量灵敏度和精度。可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等恶劣环境。

(3)光纤本身具有“传”与“感”的功能,因此,可采用光纤网络构成感知不同物理量的传感器,实现分布式传感。

自其应用于传感领域以来,光纤传感器的发展十分迅速,目前已研制出各类光纤传感器,用于测量位移、速度、加速度、液位、应变、力、流量、振动、水声、温度、电流、电压、磁场和各类化学物质等。

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