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相位调制型光纤传感器

发布时间:2015/5/15 20:09:26 访问次数:922

    利用光相位调制原理的干涉型光纤传感器为光学干涉测量技术开辟了新的天地,与以空A04407间干涉光路的干涉仪相比,它的特殊优点在于减少了干涉仪长光路安装和调整中的困难,并且使仪器结构小型化、简单化,同时可以简单地采用在被测环境中增加传感光纤的长度来提高相位调制对环境参数的灵敏度。此外,光纤固有的径细、柔韧、可挠曲性好以及电绝缘、抗电磁干扰能力强、可用于易燃易爆场合等特点,从而使干涉测量技术实验室走向更多的工业生产现场。近年来已研究出应变、温度、声、旋转、加速度、磁场、电流等各种干涉型光纤传感器。干涉型光纤传感器被认为是潜在的开发灵敏度较高的传感器。

   光纤相位调制原理

   在光纤中光相位变化取决于光纤物理长度的变化、光纤折射率及其分布的变化和光纤横向几何尺寸的变化。

   光纤的物理长度变化由沿光纤的纵向应变、热膨胀和通过泊松比产生的膨胀产生。

   光纤中折射率的变化由温度变化和光弹效应产生。

   光纤几何尺寸由径向应变、纵向应变通过泊松比产生的影响以及热膨胀产生。

   相位调制型光纤传感器设计的重要问题是被测参量与产生光纤中相位调制的作用机理、作用装置和适合的光纤干涉系统的设计。


    利用光相位调制原理的干涉型光纤传感器为光学干涉测量技术开辟了新的天地,与以空A04407间干涉光路的干涉仪相比,它的特殊优点在于减少了干涉仪长光路安装和调整中的困难,并且使仪器结构小型化、简单化,同时可以简单地采用在被测环境中增加传感光纤的长度来提高相位调制对环境参数的灵敏度。此外,光纤固有的径细、柔韧、可挠曲性好以及电绝缘、抗电磁干扰能力强、可用于易燃易爆场合等特点,从而使干涉测量技术实验室走向更多的工业生产现场。近年来已研究出应变、温度、声、旋转、加速度、磁场、电流等各种干涉型光纤传感器。干涉型光纤传感器被认为是潜在的开发灵敏度较高的传感器。

   光纤相位调制原理

   在光纤中光相位变化取决于光纤物理长度的变化、光纤折射率及其分布的变化和光纤横向几何尺寸的变化。

   光纤的物理长度变化由沿光纤的纵向应变、热膨胀和通过泊松比产生的膨胀产生。

   光纤中折射率的变化由温度变化和光弹效应产生。

   光纤几何尺寸由径向应变、纵向应变通过泊松比产生的影响以及热膨胀产生。

   相位调制型光纤传感器设计的重要问题是被测参量与产生光纤中相位调制的作用机理、作用装置和适合的光纤干涉系统的设计。


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