文档介绍：第九章 光纤传感器
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光纤传感器基础
光调制与解调技术
光纤传感器实例
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各种装饰性光导纤维
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光纤传感器外形
编辑p所以也称传感型光纤传感器，或全光纤传感器。
非功能型：利用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅做为光的传输介质。所以也称为传光型传感器．或混合型传感器。
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a类：功能型FF
b类：非功能型NF
C类：拾光型NF
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(a) 功能型（全光纤型）光纤传感器
光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制。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。
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(b) 非功能型（或称传光型）光纤传感器
光纤在其中仅起导光作用，光照在非光纤型敏感元件上受被测量调制。
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。
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(c) 拾光型光纤传感器
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。
典型例子：
光纤激光多普勒速度计
辐射式光纤温度传感器
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光调制与解调技术
光就是一种横波，
光的电矢量E
可以用被测量调制光的不同参数，例如：
光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制
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强度调制与解调
利用被测对象引起载波光强度变化，从而实现对被测对象进行检测的方式。光强度变化可以直接用光电探测器进行检测，
优点: 结构简单、容易实现、成本低。
缺点: 易受光源波动和连接器损耗变化等的影响
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1、微弯损耗光纤传感器
基于微弯损耗机理的强度调制型传感器的结构如图所示 。由光纤中光功率的数值可得到诸如压力、位移等被测量的大小。
光输入
光输出
变形器
光纤
L
Λ
微弯损耗光纤传感器原理
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∆ β= β1- β2 ，其中 β1和β2分别为纤芯传输模的传输常数和包层辐射模的传输常数。
渐变型光纤中：
阶跃型光纤中：
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2. 光强度的外调制
遮断型
发送光纤
接收光纤
反射型
接收光纤
发送光纤
光纤
探头
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发射光纤与接收光纤的四种分布
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偏振调制与解调
利用光的偏振态的变化来传递被测对象信息
应用：
电流、磁场传感器：法拉第效应；
电场、电压传感器：泡尔效应；
压力、振动或声传感器：光弹效应；
温度、压力、振动传感器：双折射性
优点：可避免光源强度变化的影响，灵敏度高。
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相位调制与解调
被测对象导致光的相位变化，然后用干涉仪来检测这种相位变化而得到被测对象的信息。
利用光弹效应的声、压力或振动传感器；
利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器；
利用电致伸缩的电场、电压传感器
利用Sagnac效应的旋转角速度传感器（光纤陀螺）
优点：灵敏度很高，
缺点：特殊光纤及高精度检测系统，成本高。
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－泽德尔干涉仪
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3. 塞格纳克干涉仪
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-泊***涉仪
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频率调制与解调
被测对象引起的光频率的变化来进行监测
利用运动物体反射光和散射光的多普勒效应的光纤速度、流速、振动、压力、加速度传感器；
利用物质受强光照射时的喇曼散射构成的测量气体浓度或监测大气污染的气体传感器等。
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光纤传感器的特点
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灵敏度高、电绝缘性能好、抗电磁干扰、可桡性、可实现不带电的全光型探头