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什么是光纤传感器

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。

光纤传感器的工作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作用， 使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，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：具有抗电磁和原子辐射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能。

详细说明

光纤传感器的分类：

一、功能型

功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件， 被测量对光纤内传输的光进行调制， 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化， 再通过对被调制过的信号进行解调， 从而得出被测信号。

二、非功能光纤型

非功能型光纤传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化， 光纤仅作为信息的传输介质，常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。

三、传光型光纤

传光型光纤传感器是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出端进行光信号处理而进行测量的，这类传感器带有另外的感光元件对待测物理量敏感，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调制的敏感元件才能组成传感元件。

光纤传感器工作原理图

光纤温度传感器的结构原理有很多种。其基本系统结构如图。

光纤温度传感器，是一类利用在光线在光线中传输时，光的振幅、相位、频率、偏振态等随光纤温度变化而变化的原理制作的传感器。

光纤温度传感器一般分为两类：一类是光导纤维只起到传输光的作用，必须在光纤端面加装其它敏感元件才能构成新型传感器的传输型传感器；另一类是利用光导纤维本身具有的某种敏感功能而使光纤起测量温度的作用，属于功能型，光纤既感知信息，又传输信息。

传输型传感器：

根据几何光学理论（参照上图），当光线以某—较小的入射角，由折射率为n1的光密物质射向折射率为n2的光疏物质，则一部分入射光以折射角折射入光疏物质，其余部分以角度反射回光密物质。 当光线的入射角θ1增大到某一角度θc时，透射入光疏物质的折射光则沿界面传播，当入射角θ1>θc时，光线不会透过其界面，而全部反射到光密物质内部，也就是说光被全反射。根据这个原理（参照下图），只要使光线射入光纤端面的光与光轴的夹角θ0小于一定值，则入射到光纤纤芯和包层界面的φ1角就满足大于临界角的条件，光线就射不出光纤的纤芯。光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播，光就能从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤传光的基本原理。

从光纤的传输原理可知，在特定条件下，光在光纤中不是沿着纤芯传递的，而是反复折射传递的。

这时纤芯、包层的密度，射入纤芯的外来光线都可以影响光在纤芯中传输的振幅、相位、频率、偏振态。而功能型的光纤传感器就是利用温度和这种影响的关系，做出的传感器。

例如：干涉式光纤温度传感器：（如下图 ）来自激光器的光束被波导分成两路，分别经过 L1 和 L2 两条光纤后，在输出端重新合成。当温度变化时，两束光由于相位不同而发生干涉，干涉产生的光强按正弦规律周期性变化并与长度差 L2-L2 成正比 通过干涉式温度传感器光强的检测，可达到检测温度的目的。

fsv11光纤放大器说明书

1、打开FS-V11光纤放大器电源，等待其启动完成。

2、在FS-V11光纤放大器的面板上找到“RESET”按钮，按住不放。

3、同时按下“POWER”按钮，待“ALARM”指示灯亮起后，松开“RESET”按钮和“POWER”按钮。

4、等待FS-V11光纤放大器重新启动，恢复出厂设置完成。

光纤传感器的主要用途

光纤传感器运用主要分为五大方向: 

(1)石油和天然气--油藏监测井下的p/t传感、地震阵列、能源工业、发电厂、锅炉及蒸汽涡轮机、电力电缆、涡轮机运输、炼油厂; 

(2)航空航天--喷气发动机、火箭推进系统、机身; 

(3)民用基础建设--桥梁、大坝、道路、隧道、滑坡;

(4)交通运输--铁路监控、运动中的重量、运输安全;

(5)生物医学--医用温度压力、颅内压测量、微创手术、一次性探头。 

光纤水听器。 光纤水听器主要用来测量水下声信号，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换为光信号，并通过光纤传至信号处理系统进行识别。(传感器的应用) 光纤具有很多优异的性能，例如:抗电磁干扰和原子辐射的性能。光纤传感器应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。其应用范围十分广泛。因此我们可以说光纤传感器具有很大的市场需求，不说长久，至少在未来5年，光纤传感器将会有广阔的发展前景。 与传统水听器相比，光纤水听器具有灵敏度高、响应带宽宽、不受电磁干扰等特点，广泛用于军事和石油勘探、环境检测等领域，具有很大的发展潜力。光纤水听器按原理可分为干涉型、强度型、光栅型等。干涉型光纤水听器关键技术已经逐步发展成熟，在部分领域形成产品;光纤光栅水听器则是当前研究的热点，研究的关键技术涉及光源、光纤器件、探头技术、抗偏振衰落技术、抗相位衰落技术、信号处理技术、多路复用技术以及工程技术等。(传感器技术) 光纤传感器技术是建立在光纤、光通信和光电子技术的基础上发展起来的，电磁干扰和腐蚀作用对它的影响很小，还能适应各种恶劣的气象环境，不要额外的电源进行供电，就可以长距离的进行传输，已成为传感器行业的研究热点。 传感器一直朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍却是倍受青睐。 光纤传感技术及其相关技术的迅速发展，满足了各类控制装置及系统对信息的获取与传输提出的更高要求，使得各领域的自动化程度越来越高，作为系统信息获取与传输核心器件的光纤传感器的研究非常重要。光纤传感器技术发展的主要方向是:(1)多用途。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。(工控) 

(2)提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、ph值等)对光纤的影响。

(3)新型传感材料、传感技术等的开发。

(4)在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。

(5)光纤连接器及与其它微技术结合的微光学技术。

参考资料：光纤传感器-工控网

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