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1、2007年第3期光通信研究2007(总第141期)STUDYONOPTICALCOMMUNICATIONS(Sum.No.141)光纤传感器的研究及应用张森,刘孟华,王臻,周琦(武汉职业技术学院光电子技术系,湖北武汉430074)摘要:介绍了光纤传感器与其他传感器相比的优点,还介绍了传感型光纤传感器与传光型光纤传感器的基本原理。同时,文章阐述了强度调制型光纤传感器、干涉型光纤传感器、光纤光栅和光纤声发射传感器的应用。文章最后提出了我国光纤传感技术存在的问题以及发展方向。关键词:光纤传感技术;干涉型光纤
2、传感器;强度调制型光纤传感器中图分类号:TN25文献标志码:A文章编号:10058788(2007)03006204DevelopmentandapplicationsoffiberopticsensorsZhangSen,LiuMenghua,WangZhen,ZhouQi(DepartmentofOptoelectronicsTechnology,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:Thispaperfirstint
3、roducestheadvantagesoffiberopticsensorsascomparedwithothersensorsandthebasicprinciplesofthesensingandlighttransmittingfiberopticsensors.Then,itdescribestheapplicationsofintensitymodulationfiberopticsensor,interferometricfiberopticsensor,fiberopticgrat
4、ingandfiberopticacousticemissionsensor.Finally,itpresentstheproblemsinandtheorientationofdevelopmentoffiberopticsensingtechnologyinChina.Keywords:fiberopticsensingtechnology;interferometricfiberopticsensor;intensitymodulatedfiberopticsensor近几年,全球传感器的产
5、量和年增长率均保持纤既传光又传感而且还充当敏感元件。对于传感型在10%以上,目前全球从事传感器生产和研制的单光纤传感器而言,当光在光纤中传播时,被测对象或位达5000多家。传感技术作为当今世界迅猛发展外界因素作用在光纤上,会使光纤中传输光的振幅、起来的技术之一,已经成为衡量一个国家科学技术相位、波长和偏振态等发生改变,此过程为光波的调水平发展的重要标志。近年来,传感器朝着灵敏、精制,把调制后的光波经光纤传输到光电探测器解调巧、适应性强、智能化和网络化方向发展。光纤传感后转换成电信号输出。传感型光纤传感器的原理比
6、技术是20世纪70年代末新兴的一项技术,在全世传光型光纤传感器的原理复杂。界成了研究热门,已与光纤通信并驾齐驱。光纤传传感型光纤传感器中应用最多的是相位调制型感器作为传感家族的一名新成员由于其优越的性能光纤传感器或干涉型光纤传感器,其原理是外界因而备受青睐,其具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防素使得光纤中传输光波的相位发生变化进而改变出腐蚀、灵敏度很高、测量带宽很宽、检测电子设备与射光(干涉光)的强度,以此达到测量目的。传感器可以间隔很远等优点,可以构成传感网络。=2/0nl,(1)特别是其灵敏度比传统的
7、传感器高几个数量级,可式中,0为光在真空中的波长,n为光纤纤芯的折射以测量压力、温度、应力(应变)、磁场、折射率、形变、率,l为光在光纤中传播的距离。一般通过外界因素微震动、微位移和声压等等,能用光纤传感技术测量可改变n和l,进而可改变相位,而相位和出射光的物理量已达到了70多种。光强I密切相关,从而改变出射光光强。常用的干涉型光纤传感器有Michelsion干涉1光纤传感器的基本原理式光纤传感器、MachZehnder干涉式光纤传感器、光纤传感技术分为传光型光纤传感技术和传感FabryPerot(F
8、P)干涉式光纤传感器、Sagnac干涉型光纤传感技术,光纤传感技术的核心是光纤传感式光纤传感器和Fizeau干涉式光纤传感器等。干器,相应的光纤传感器也分为传感型光纤传感器和涉型光纤传感器是光纤传感与测量技术高精度测量传光型光纤传感器。中的最佳选择。1.1传感型光纤传感器原理1.2传光型光纤传感器原理传感型光纤传感器也称功能型光纤传感器,光传光型光纤传感器也称非功能型光纤传感器或
