光纤传感器的工作原理及使用注意事项？-买道传感网官网

提问者：匿名

时间：Thu Dec 10 19:52:41 CST 2020

Thu Dec 10 19:53:17 CST 2020

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　　光纤传感器通过光的全反射原理工作，光的全反射原理，中学物理已经学过了。比如光的折射和反射的斯内尔定律就用数学关系明确表达了光的反射原理，我们可以利用光纤的光传输特性将被测信号转化为光学特性的变化，如改变光的频率、波长、强度和相位。

　　常见的光纤包括阶梯型、梯度型多模光纤和单模光纤。选择光纤时必须考虑以下因素：

　　1.光纤

　　(1) 光纤的数值孔径Na

　　从提高光源和光纤之间耦合效率的角度来看，需要大的Na。但Na越大，光纤的模色散越严重，传输容量越小，大多数光纤不存在信息容量的问题。光纤最大孔径合适，一般要求：0.2 ≤ Na < 0.4。

　　(2)光纤传输损耗

　　传输损耗是光纤最重要的光学特性，在很大程度上决定了长距离中继站的跨度。而在光纤传感器系统中，大部分距离都比较短，长者不到4m，短的只有几毫米。特别是对于作为敏感元件的特殊光纤，可以放宽传输损耗的要求，可以使用损耗小于10 db / km的光纤。

　　(3)分散

　　色散是影响光纤信息容量的一个重要参数。

　　(4)纤维强度

　　对于传感器来说，对强度的较高要求也不例外。

　　2.光源

　　(1)白炽灯光源

　　白炽光源的辐射近似为黑体辐射。其优点是价格低廉，容易获得，使用方便。但由于辐射密度低，只能与光纤束和粗芯阶跃光纤一起使用。

　　(2)气体激光器

　　高相干光源，容易实现单模工作，线性度非常窄;高辐射密度，单模光纤的高耦合效率;低噪声比。

　　(3)固态激光器

　　现在主要使用固态铷离子激光器等，优点是体积小、坚固耐用、效率高、辐射密度高。光谱均匀狭窄，但相干性和频率稳定性不如气体激光器。

　　(4)半导体激光器

　　它是光纤传感器的重要光源。LED的主要优点是体积小、耐用、寿命长、可靠性高、辐射密度适中、简单。

　　光源有很多，对光源的基本要求也是一样的。需要使具有适当特性和足够功率的光到达探测器，以保证探测系统有足够的信噪比。遵循以下原则：选择具有足够辐射强度的光源，并要求在敏感元件的工作波长上辐射功率最大，光源必须与光纤匹配，以获得最佳的耦合率。光源的稳定性好，可以在室温下长时间工作。

　　3.光电探测器

　　光电探测器是光电检测中不可缺少的设备，它将光信号转换成电信号。选择标准：在工作波段灵敏度高;探测器引起的低噪声;低暗电流、漏电流和并联电导;可靠性高，稳定性好;体积小，易于组装，易于与光纤耦合;低偏置电压或偏置电流;低价。

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