光纤传感器的不同类别总结

       光纤传感器是将光作为信息载体，把光纤作为传播介质进行传递的传感器，由于使用的介质不同，也具有了其他媒介不具有的相关特性。

       光纤传感器概念

　　光纤传感器是利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性(强度、相位、偏振态、频率、波长)改变的传感器。它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、偏正态等)发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

　　光纤传感器类别

　　1. 按功能分

　　光纤传感器按结构类型可分两大类：一类是功能型(传感型)传感器;另一类是非功能性(传光型)传感器。

　　(1) 功能型传感器

　　利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤)作为传感元件，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，再通过被调制过的信号进行解调，从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，多采用多模光纤。

　　优点：结构紧凑，灵敏度高。缺点：须用特殊光纤，成本高。典型例子：光纤陀螺、光纤水听器等。

　　(2) 非功能型传感器

　　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被测量调制。

　　优点：无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低。缺点：灵敏度较低。实用化的大都是非功能型的光纤传感器。

　　2. 根据调制区与光纤的关系，可将调制分为三大类：

　　(1) 传光型光纤传感器

　　传光型光纤传感器也称非功能型光纤传感器或强度调制型光纤传感器，光纤主要起传输光波的作用，传光型光纤传感器主要由光源、光纤、光调制器、敏感元件、光电探测器、检测电路等组成。传光型光纤传感器的基本原理是待测物理量引起光纤中的传输光光强I变化,通过光强I的检测实现对待测物理量的测量。

　　强度调制的特点是简单、可靠、经济。

　　(2) 传感型光纤传感器

　　传感型光纤传感器也称功能型光纤传感器，光纤既传光又传感,即还充当敏感元件。对于传感型光纤传感器而言,当光在光纤中传播时，被测物理量或外界因素作用在光纤上，使得光纤中传输光的振幅、相位、波长、偏振态等发生改变，此过程为光调制，调制后的光经光纤传输到光电探测器解调后转换成电信号输出。

　　(3) 拾光型光纤传感器

　　拾光型光纤传感器该类传感器用光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。

　　光纤传感器按被测对象，又可分为光纤温度传感器、光纤位移传感器、光纤浓度传感器、光纤电流传感器、光纤流速传感器等。

　　按照被调制的光波参数不同又可分为光强调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、偏振调制光纤传感器和波长调制光纤传感器。

　　光纤传感器特点

　　与传统的传感器相比，光纤传感器具有独特的优点：

　　1. 灵敏度高

　　由于光是一种波长极短的电磁波，通过光的相位便得到其光学长度。以光纤干涉仪为例，由于所使用的光纤直径很小，受到微小的机械外力的作用或温度变化时其光学长度要发生变化，从而引起较大的相位变化。假设用1 0米的光纤，l℃的变化引起1000ard的相位变化，若能够检测出的最小相位变化为0.01ard，那么所能测出的最小温度变化为l 0℃，可见其灵敏度之高。

　　2. 抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全

　　由于光纤传感器是利用光波传输信息，而光纤又是电绝缘、耐腐蚀的传输媒质，并且安全可靠，这使它可以方便有效地用于各种大型机电、石油化工、矿井等强电磁干扰和易燃易爆等恶劣环境中。

　　3. 测量速度快

　　光的传播速度最快且能传送二维信息，因此可用于高速测量。对雷达等信号

　　的分析要求具有极高的检测速率，应用电子学的方法难以实现，利用光的衍射现象的高速频谱分析便可解决。

　　4. 信息容量大

　　被测信号以光波为载体，而光的频率极高，所容纳的频带很宽，同一根光纤可以传输多路信号。

　　5. 适用于恶劣环境

　　光纤是一种电介质，耐高压、耐腐蚀、抗电磁干扰，可用于其它传感器所不适应的恶劣环境中。

　　除了这些优点以外，光纤传感器具有使用便捷，可以随意弯曲，能够重复利用的优点。