基本工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送進(jìn)調(diào)制器，使待測參數(shù)與進(jìn)進(jìn)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，在經(jīng)過光纖送進(jìn)光探測器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測參數(shù)。
光纖傳感器的應(yīng)用于對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流和應(yīng)變等物理量的丈量。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)和國防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了很多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)困難，具有很大的市場需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面的應(yīng)用：
1、市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測試應(yīng)力松馳、施工應(yīng)力和動荷載應(yīng)力，從而評估橋梁短期施工階段和長期營運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
2、電力系統(tǒng)，需要測定溫度、電流等參數(shù)，如對高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測等，由于電類傳感器易受電磁場的干擾，無法在這類場合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來的一種用于實(shí)時丈量空間溫度場分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普遍光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)，還具有對光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布傳感能力，利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時丈量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)溫度，定位精度可達(dá)米的量級，丈量精度可達(dá)1度的水平，非常適用大范圍交點(diǎn)測溫的應(yīng)用場合。
在實(shí)際生活中，光纖傳感器種類是非常多的，但是，我們將這些傳感器類型歸結(jié)為兩大類型，即傳感型與傳光型。和傳統(tǒng)電傳感器進(jìn)行比較，光纖傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如抗干擾能力較強(qiáng)、絕緣性好、靈敏度偏高，所以，當(dāng)前在各個領(lǐng)域都有光纖傳感器的身影。
光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展必須要借助大量傳感器獲得各種環(huán)境參數(shù)，從而為物聯(lián)網(wǎng)更可靠的數(shù)據(jù)信息，再經(jīng)過系統(tǒng)的處理，得到人們需要的結(jié)果。以下是對光纖傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的探討。
目前應(yīng)用最廣的光纖傳感器有四種，分別是光纖陀螺、光纖水聽器、光纖光柵傳感器和光纖電流傳感器。其中，光纖陀螺有干涉型、諧振型和布里淵型三種類型，干涉型光纖陀螺是技術(shù)上很成熟的第一代商品化階段，諧振光纖陀螺是處于實(shí)驗(yàn)室研究階段的第二代，布里淵型光纖陀螺是在理論研究階段的第三代光纖陀螺傳感器;光纖水聽器是在光纖、光電子技術(shù)基礎(chǔ)上的一種水下聲音信號傳感器，這種傳感器通過高度靈敏的光纖相干檢測，把水中的聲音信號轉(zhuǎn)換成光信號，再通過光纖傳到信號處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為聲音信號，這種傳感器按原理可以分為干涉型、強(qiáng)度型、光柵型等類型;在光纖光柵傳感器的產(chǎn)品中包括應(yīng)變傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，其中光纖bragg光柵傳感器是這幾年的研究熱點(diǎn)，它們大部分屬于光強(qiáng)型和干涉型，并且各有利弊。自今年來電力的發(fā)展是突飛猛進(jìn)的，這種情況下，面對著強(qiáng)大電流的測量問題，光纖電流傳感器可以很好的避免一些由于電力過強(qiáng)而引發(fā)的事故。
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