光纖式傳感器的用途有哪些？

【資料簡介】

　　光纖式傳感器的用途有哪些？

　　光纖式傳感器可以應(yīng)用在多個方面：溫度的檢測，壓力的檢測，液位、流量、流速的檢測。　　一、溫度的檢測　　光纖溫度傳感器采用一種和光纖折射率相匹配的高分子溫敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纖外面，使光能由一根光纖輸入該反射面出另一根光纖輸出，由于這種新型溫敏材料受溫度影響，折射率發(fā)生變化，因此輸出的光功率與溫度呈函數(shù)關(guān)系。其物理本質(zhì)是利用光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ奶卣鲄⒘浚缯穹⑾辔弧⑵駪B(tài)、波長和模式等，對外界環(huán)境因素，如溫度，壓力，輻射等具有敏感特性。它屬于非接觸式測溫。

　　光纖式傳感器主要有強(qiáng)度調(diào)制型、相位調(diào)制型和偏振調(diào)制型三種。　　強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器是一種可用于測量位移、溫度、壓力、氣體濃度等多種物理量的高精度傳感器。大多基于彈性元件受壓發(fā)生機(jī)械形變，將壓力信號轉(zhuǎn)換為位移信號來進(jìn)行檢測。

　　光纖式傳感器污染檢測等領(lǐng)域經(jīng)常會遇到需要在惡劣環(huán)境下對液位、流量、流速等物理量進(jìn)行測量的問題。光纖傳感器在這些檢測中可以發(fā)揮的作用。

　　光纖式傳感器包括兩種：功能型——利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成。這種傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器，使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)過光纖送入光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。傳光型——光纖僅僅起傳輸光的作用，它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測量的變化。理論上任意傳感器都可以改裝成傳光型光纖傳感器。

　　光纖式傳感器在土木工程領(lǐng)域光纖傳感器得到了廣泛的應(yīng)用，用來測量混凝土結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)部應(yīng)力，檢測大型結(jié)構(gòu)、橋梁健康狀況等，其中最主要的都是將光纖傳感器作為一種新型的應(yīng)變傳感器使用。光纖式傳感器可以黏貼在結(jié)構(gòu)物表面用于測量，同時也可以通過預(yù)埋實現(xiàn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量的測量。利用預(yù)先埋入的光纖傳感器，可以對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷過程中內(nèi)部應(yīng)變的測量，再根據(jù)荷載－應(yīng)變關(guān)系曲線斜率，可確定結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的形成和擴(kuò)展方式。通過混凝土實驗表明，光纖測試的載荷－應(yīng)變曲線比應(yīng)變片測試的線性度高。應(yīng)用于檢測技術(shù)光纖傳感器在航天（飛機(jī)及航天器各部位壓力測量、溫度測量、陀螺等）、航海（聲納等）、石油開采（液面高度、流量測量、二相流中空隙度的測量用于石油工程在石油測井技術(shù)中，可以利用光纖傳感器實現(xiàn)井下石油流量、溫度、壓力和含水率等物理量的測量。較成熟的應(yīng)用是采用非本征光纖F—P腔傳感器測量井下的壓力和溫度。

　　光纖式傳感器主要有強(qiáng)度調(diào)制型、相位調(diào)制型和偏振調(diào)制型三種。

　　強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器是一種可用于測量位移、溫度、壓力、氣體濃度等多種物理量的高精度傳感器。大多基于彈性元件受壓發(fā)生機(jī)械形變，將壓力信號轉(zhuǎn)換為位移信號來進(jìn)行檢測。

　　流速等物理量進(jìn)行測量的問題。光纖傳感器在這些檢測中可以發(fā)揮的作用。

　　將光纖用高溫火焰燒軟后對折，并將端部燒結(jié)成球形。光由一端導(dǎo)入，在球狀對折端部一部分光透射出去，另一部分光反射回來，由光纖的另一端導(dǎo)向探測器。這就構(gòu)成球面光纖液位檢測器。光纖流速計可以進(jìn)行非接觸測量，因此不會影響待測物體的流動狀態(tài)。被測流體可以是液體，也可以是氣體。