光纖傳感器分類

根據(jù)光纖在傳感器中的作用分

1、功能型（全光纖型）光纖傳感器

利用對外界信息具有敏感能力和檢測能力的光纖（或特殊光纖）作傳感元件，將“傳”和“感”合為一體的傳感器。光纖不僅起傳光作用，而且還利用光纖在外界因素（彎曲、相變）的作用下，其光學(xué)特性（光強(qiáng)、相位、偏振態(tài)等）的變化來實(shí)現(xiàn)“傳”和“感”的功能。因此，傳感器中光纖是連續(xù)的。由于光纖連續(xù)，增加其長度，可提高靈敏度。

2、非功能型（或稱傳光型）光纖傳感器

光纖僅起導(dǎo)光作用，只“傳”不“感”，對外界信息的“感覺”功能依靠其他物理性質(zhì)的功能元件完成。光纖不連續(xù)。此類光纖傳感器無需特殊光纖及其他特殊技術(shù)，比較容易實(shí)現(xiàn)，成本低。但靈敏度也較低，用于對靈敏度要求不太高的場合。

3、拾光型光纖傳感器

用光纖作為探頭，接收由被測對象輻射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纖激光多普勒速度計(jì)、輻射式光纖溫度傳感器等。

目前，世界各國都在大力進(jìn)行光纖傳感技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。在光纖傳感安防應(yīng)用領(lǐng)域，國外和國內(nèi)許多公司都研制出了各種類型和各種功能的光纖探測器比如的光纖傳感器。

光纖傳感器具體分類

1） 強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器。

基本原理是待測物理量引起光纖中傳輸光光強(qiáng)的變化，通過檢測光強(qiáng)的變化實(shí)現(xiàn)對待測量的測量。一恒定光源發(fā)出的強(qiáng)度為的光注入傳感頭，在傳感頭內(nèi)，光在被測信號的作用下其強(qiáng)度發(fā)生了變化，即受到了外場的調(diào)制，使得輸出光強(qiáng)的包絡(luò)線與被測信號的形狀一樣，光電探測器測出的輸出電流也作同樣的調(diào)制，信號處理電路再檢測出調(diào)制信號，就得到了被測信號。

這類傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易實(shí)現(xiàn)，因此開發(fā)應(yīng)用的比較早，現(xiàn)在已經(jīng)成功的應(yīng)用在位移、壓力、表面粗糙度、加速度、間隙、力、液位、振動、輻射等的測量。強(qiáng)度調(diào)制的方式很多，大致可分為反射式強(qiáng)度調(diào)制、透射式強(qiáng)度調(diào)制、光模式強(qiáng)度調(diào)制以及折射率和吸收系數(shù)強(qiáng)度調(diào)制等等。

2） 相位調(diào)制型光纖傳感器

基本原理是：在被測能量場的作用下，光纖內(nèi)的光波的相位發(fā)生變化，再用干涉測量技術(shù)將相位的變化轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)的變化，從而檢測到待測的物理量。相位調(diào)制型光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)是具有極高的靈敏度，動態(tài)測量范圍大，同時響應(yīng)速度也快，其缺點(diǎn)是對光源要求比較高同時對檢測系統(tǒng)的精密度要求也比較高，因此成本相應(yīng)較高。

3） 頻率調(diào)制型光纖傳感器

基本原理是利用運(yùn)動物體反射或散射光的多普勒頻移效應(yīng)來檢測其運(yùn)動速度，即光頻率與光接收器和光源間運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)它們相對靜止時，接收到光的振蕩頻率;當(dāng)它們之間有相對運(yùn)動時，接收到的光頻率與其振蕩頻率發(fā)生頻移，頻移大小與相對運(yùn)動速度大小和方向有關(guān)。因此，這種傳感器多用于測量物體運(yùn)動速度。

4） 偏振態(tài)調(diào)制型光纖傳感器

基本原理是利用光的偏振態(tài)的變化來傳遞被測對象信息。偏振態(tài)調(diào)制光纖傳感器檢測靈敏度高，可避免光源強(qiáng)度變化的影響，而且相對相位調(diào)制光纖傳感器結(jié)構(gòu)簡單、且調(diào)整方便。其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋豪梅ɡ谛?yīng)的電流、磁場傳感器;利用泡爾效應(yīng)的電場、電壓傳感器;利用光彈效應(yīng)的壓力、振動或聲傳感器;利用雙折射性的溫度、壓力、振動傳感器。目前最主要的還是用于監(jiān)測強(qiáng)電流。

5）波長調(diào)制型光纖傳感器

傳統(tǒng)的波長調(diào)制型光纖傳感器是利用傳感探頭的光譜特性隨外界物理量變化的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的。此類傳感器多為非功能型傳感器。在波長調(diào)制的光纖探頭中，光纖只是簡單的作為導(dǎo)光用，即把入射光送往測量區(qū)，而將返回的調(diào)制光送往分析器。光纖波長探測技術(shù)的關(guān)鍵是光源和頻譜分析器的良好性能，這對于傳感系統(tǒng)的穩(wěn)定性和分辨率起著決定性的影響。