光纤传感器的工作原理（光纤传感器利用光的什么原理）

本文目录

• 光纤传感器利用光的什么原理
• 1.光纤传感器常用的调制原理有哪些简述其工作原理
• 什么是光纤传感器
• 试述光纤的结构和传光原理.光纤传感器有哪些类型它们之间有何区别
• 光纤传感器基本原理是什么
• 光纤传感器的概述
• 光纤传感器的工作原理请指教
• 光纤温度传感器的工作原理
• 光纤传感器检测原理是什么

光纤传感器利用光的什么原理

应用原理： 光纤传感器一般由光源、光导纤维、光传感器元件、光调制机构和信号处理器等部分组成；其工作原理是：光源发出的光经光导纤维进入光传感元件，而在光传感元件中受到周围环境场的影响而发生变化的光再进入光调制机构，由其将传感元件测量检测的参数调制成幅度、相伴、偏振等信息，这一过程也称为光电转换过程，最后利用微处理器进行信号处理。

1.光纤传感器常用的调制原理有哪些简述其工作原理

光纤传感器工作原理:研究光在调制区内,外界信号与光的相互作用,即研究光被外界参数的调制原理.外界信号可能引起光的强度,波长,频率,相位,偏振态等光学性质的变化,从而形成不同的调制。其工作原理基于光纤的光调制效应，即光纤在外界环境因素，如温度、压力、电场、磁场等等改变时，其传光特性，如相位与光强，会发生变化的现象。

什么是光纤传感器

光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器。

光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用， 使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测参数。

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：具有抗电磁和原子辐射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能；绝缘、无感应的电气性能。

扩展资料：

光纤传感器的分类：

一、功能型

功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件， 被测量对光纤内传输的光进行调制， 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化， 再通过对被调制过的信号进行解调， 从而得出被测信号。

二、非功能光纤型

非功能型光纤传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化， 光纤仅作为信息的传输介质，常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。

三、传光型光纤

传光型光纤传感器是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出端进行光信号处理而进行测量的，这类传感器带有另外的感光元件对待测物理量敏感，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调制的敏感元件才能组成传感元件。

参考资料来源：百度百科—光纤传感器

试述光纤的结构和传光原理.光纤传感器有哪些类型它们之间有何区别

光纤是一种多层介质结构的对称圆柱体，包括纤芯、包层、涂敷套。传光原理：P62光线以入射角大于临界从光密介质入射光介质，光线就不会透过其临界面而全部反射到光密介质内部，即发生全反射。这时光线射入光纤面时与光纤轴的夹角PI/2减去入射角小于一定值，光线就不会射出光芯，不断在纤芯和包层界面产生全反射而向前传播。按工作原理，光纤传感器可分为两类：传光型、传感型。传光型：将光源的光通过光纤装入调制器，使待测信号与光相互作用，导致光的性质发生变化成为调制器，再经光纤送入光探测器经解调后获得被测参数的信息。其中光纤是不连续的，只起传导功能，而其它敏感元件感觉信息。传感型：光纤是连续的，它不仅传导光，而且利用它对外界信号的敏感能力和检测功能，使入射光的光学性质发生变化来实现传和感功能。

光纤传感器基本原理是什么

光纤传感器是一种使用光纤来检测或测量物理量的传感器。它们的工作原理是利用光纤的特性来传输信息。光纤传感器可以测量各种物理量，如温度、压力、拉力、应变等。光纤传感器的基本结构包括光源、光纤和探测器。光源发出的光被引入光纤，随后被反射到探测器。光纤的特性决定了光信号在传输过程中的衰减，因此探测器可以测量光信号的强度。当物理量改变时，光纤的特性也会发生改变，从而影响光信号的强度。因此，通过测量光信号的强度，就可以间接测量物理量的变化。光纤传感器的优点包括：可以在恶劣的环境中工作，因为光纤不会受到电磁干扰；可以在高温或有毒环境中工作，因为光纤本身是无毒的；可以在爆炸危险场所中工作，因为光纤不会产生火花。此外，光纤传感器还具有很高的精度和稳定性。光纤传感器的种类有很多，常见的有光纤拉力传感器、光纤应变传感器、光纤温度传感器和光纤压力传感器。光纤拉力传感器通常由一根具有特殊力学特性的光纤组成，能够测量拉力的大小和方向。这种传感器可以用于检测各种工程结构的受力状态，如钢筋混凝土构件、钢构件和绳索等。光纤应变传感器使用光纤测量物体的应变，这种传感器可以测量轻微的应变，因此可以用于结构健康监测、地震监测和航空航天等领域。光纤温度传感器使用光纤测量温度，这种传感器的优点是可以远程测量温度，因此常用于工业、农业和医疗领域。光纤压力传感器使用光纤测量压力，这种传感器的优点是可以远程测量压力，因此常用于航空航天、军事和医疗领域。光纤传感器的应用范围很广，能够满足各种各样的测量需求。它们在工业、农业、医疗、航空航天、地震监测和汽车等领域都有广泛应用。

光纤传感器的概述

光纤传感器的基本工作原理是将光源发出的光通过光纤发送到调制器。后被测参数与进入调制的光,光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振状态,等等)的变化,也就是光调制信号,然后使用测量光透射特性的影响来完成测量。

光纤传感器有两种测量原理。

(1)物理性质型光纤传感器的原理。物性型光纤传感器利用光纤对环境变化的敏感性，将输入的物理量转换为调制的光信号。它的工作原理是基于光纤的光调制效应，即当温度、压力、电场、磁场等外部环境因素发生变化时，其光传输特性，如相位和光强等都会发生变化。

因此，如果能通过光纤测量光的相位和光强的变化，就可以知道被测物理量的变化。这种类型的传感器也称为敏感元件型或功能性光纤传感器。激光的点光源光束扩散成平行波，经分束器分成两条路径，一条是参考光路，一条是测量光路。外部参数(温度、压力、振动等)使光纤长度发生变化，相位的光相位发生变化，从而产生不同数量的干涉条纹。通过计数其运动模式，可以测量温度或压力。

(2)结构化光纤传感器的原理。结构化光纤传感器是由光探测元件(敏感元件)、光纤传输环路和测量电路组成的测量系统。其中光纤仅用作光的传播介质，故又称透光或非功能性光纤传感器。

1. 灵敏度高;

2. 其几何形状适应性强，可制成任意形状的光纤传感器;

3.可以制造能够感知各种物理信息(声音、磁场、温度、旋转等)的设备;

4. 可用于高压、电噪声、高温、腐蚀等恶劣环境。

5.与光纤遥测技术具有内在的兼容性。

光纤传感器的优点是与传统传感器相比，光纤传感器利用光作为敏感信息的载体，光纤作为传递敏感信息的介质。它具有光纤和光学测量的特点，并具有一系列独特的优势。电气绝缘性能好，抗电磁干扰能力强，无侵入性，灵敏度高，易于实现对被测信号的远程监控，耐腐蚀，防爆，光路灵活，易于与计算机连接。

传感器正朝着灵敏度、准确性、适应性、紧密性和智能化的方向发展。可用于人们无法到达的地方(如高温地区或对人体有害的地区，如核辐射地区)。它还可以超越人的生理界限，接受人类感官无法感受到的外部信息。

光纤传感器的工作原理请指教

光电感应器之概念及基本原理光电感应器是由两个组件即投光器及受光器所组成，利用投光器将光线由透镜将之聚焦，经传输而至受光器之透镜，再至接收感应器，感应器将收到之光线讯号转变成电器信号，此电信讯号更可进一步作各种不同的开关及控制动作，其基本原理即对投光器受光器间之光线做遮蔽之动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。 投光器之光源因各种需要之不同有一般灯泡、红光LED、绿光LED，及IR红外光LED等。 受光器为接收投光器送来之光波信号，并将它转换成电器信号，其主要组件为硅晶体电子元 件 ，依其性质可分为光敏晶体管，光二极管及光敏电阻，如今现代化之光电产品普遍已采用光电 晶体，其优点为高速度的开关功能及非常灵敏之敏感度。

光纤温度传感器的工作原理

　　光纤温度传感器的结构原理有很多种。其基本系统结构如图。

　　光纤温度传感器，是一类利用在光线在光线中传输时，光的振幅、相位、频率、偏振态等随光纤温度变化而变化的原理制作的传感器。

　　光纤温度传感器一般分为两类：一类是光导纤维只起到传输光的作用，必须在光纤端面加装其它敏感元件才能构成新型传感器的传输型传感器；另一类是利用光导纤维本身具有的某种敏感功能而使光纤起测量温度的作用，属于功能型，光纤既感知信息，又传输信息。

　　传输型传感器：

　　根据几何光学理论（参照上图），当光线以某—较小的入射角，由折射率为n1的光密物质射向折射率为n2的光疏物质，则一部分入射光以折射角折射入光疏物质，其余部分以角度反射回光密物质。 当光线的入射角θ1增大到某一角度θc时，透射入光疏物质的折射光则沿界面传播，当入射角θ1》θc 时，光线不会透过其界面，而全部反射到光密物质内部，也就是说光被全反射。根据这个原理（参照下图），只要使光线射入光纤端面的光与光轴的夹角θ0小于一定值，则入射到光纤纤芯和包层界面的φ1角就满足大于临界角的条件，光线就射不出光纤的纤芯。光线在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播，光就能从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤传光的基本原理。

　　从光纤的传输原理可知，在特定条件下，光在光纤中不是沿着纤芯传递的，而是反复折射传递的。

　　这时纤芯、包层的密度，射入纤芯的外来光线都可以影响光在纤芯中传输的振幅、相位、频率、偏振态。而功能型的光纤传感器就是利用温度和这种影响的关系，做出的传感器。

　　例如：干涉式光纤温度传感器：（如下图 ）来自激光器的光束被波导分成两路，分别经过 L1 和 L2 两条光纤后，在输出端重新合成。当温度变化时，两束光由于相位不同而发生干涉，干涉产生的光强按正弦规律周期性变化并与长度差 L2-L2 成正比 通过干涉式温度传感器光强的检测，可达到检测温度的目的。

光纤传感器检测原理是什么

光纤传感器是一种利用光纤来传递信号的传感器。它通常由一条光纤和一个光源组成，光纤的一端连接光源，另一端连接探测器。当光纤所处的环境发生变化时，光纤内的光会受到影响，进而导致光源发出的光的强度或频率的变化。探测器可以检测到这种变化，从而反馈信息给相应的控制系统。光纤传感器的优点在于它可以在恶劣的环境条件下工作，例如高温、有毒气体、强电磁场等。此外，光纤传感器的信号传输过程是电磁孤立的，因此它不会受到电磁干扰的影响，具有很高的信号稳定性。