什么是光纤传感器?

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光纤传感器是使用光纤作为传感元件(“本征传感器”)或将信号从远程传感器中继到处理信号的电子设备(“本征传感器”)的传感器。光纤在遥感中有许多用途。光纤的尺寸很小,远程传输不需要电能,可以通过利用不同光波长传感器的偏移,沿着光纤复用许多传感器,或者通过检测光沿光纤通过每个传感器的时间延迟。可以使用诸如光时域反射仪之类的设备来确定时间延迟,并且可以使用实现光频域反射仪的仪器来计算波长偏移。

光纤可以用作传感器,通过光纤来测量应变,温度,压力和其他数量,测量的数据可以结合光纤中光的强度,相位,偏振,波长或传播时间进行调制。改变光强度的传感器是最简单的,因为仅需要光源和检测器。本征光纤传感器的一个特别的特征是,它们可以在很长的距离上提供分布式传感。

光纤用作地震和声纳应用的水听器。已经开发了每根光缆具有一百多个传感器的水听器系统。水听器传感器系统被石油工业以及一些国家的海军所使用。底部安装的水听器阵列和拖缆系统都在使用中。德国公司开发了一种用于光纤的激光麦克风。光纤麦克风和基于光纤的耳机适用于具有强电场或磁场的区域,例如在MRI引导手术期间在磁共振成像(MRI)机器内对患者进行工作的人员团队之间的通信。

光纤传感器不受电磁干扰的影响,并且不导电,因此可以在存在高压电或易燃材料(例如喷气燃料)的地方使用。光纤传感器也可以设计成承受高温。基于光纤的分布式传感器可以不受电磁干扰的进行正常工作,并且能够沿铁路或管道的非常长的长度提供多路复用数据,以便就地对振动,应变,温度和故障位置或其他问题进行单头测量。 与基于压电的传统传感器系统相比,运用在监测系统是更好的选择。

在光纤传感架构中,基于光纤桥光栅(FBG)的加速度计系统已足够满足周边安全和其他应用,在这些应用中,运动发生频率小于700 Hz,加速度冲击值小于30 G,灵敏度约为16 pm / G 。 但是,对于铁路监控应用,光纤传感器具有更高的加速度峰值和更宽的频率范围。

通过将宽带光发射到耦合器中并监视干涉条纹图,从一个偏振轴施加到PM-PCF的侧向力会产生双折射变化,该变化与力参数(例如振动)直接相关。通过将加速度计放置在行驶的火车上,可以实时监视反射光谱,以查明铁路轨道上的问题,例如,指示轨道上的裂缝,波纹或薄弱点。

 

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光纤传感器是使用光纤作为传感元件(“本征传感器”)或将信号从远程传感器中继到处理信号的电子设备(“本征传感器”)的传感器。光纤在遥感中有许多用途。光纤的尺寸很小,远程传输不需要电能,可以通过利用不同光波长传感器的偏移,沿着光纤复用许多传感器,或者通过检测光沿光纤通过每个传感器的时间延迟。