作者: 深圳市神武傳感器有限公司發(fā)表時(shí)間:2023-02-22 10:31:36瀏覽量:1276【小中大】
光纖傳感器是一種將被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的傳感器,它可以適應(yīng)各種惡劣的氣象環(huán)境,無(wú)需額外的電源就可以長(zhǎng)途傳輸。隨著傳感器不斷朝著精準(zhǔn)、靈敏小巧的方向發(fā)展,光纖傳感器作為新生成員越來(lái)越受青睞。為增進(jìn)大家對(duì)光纖傳感器的認(rèn)識(shí),以下是小編整理的四種常見(jiàn)光纖傳感器及選型依據(jù)相關(guān)內(nèi)容,希望能給您帶來(lái)參考與幫助。
(1)光纖陀螺
光纖陀螺按原理可分為干涉型、諧振型和布里淵型,是三代光纖陀螺的代表。21世紀(jì)初,第一代干涉光纖陀螺技術(shù)成熟,適合批量生產(chǎn)和商業(yè)化。第二代諧振光纖陀螺還處于實(shí)驗(yàn)室研究向?qū)嵱没l(fā)展的階段。第三代布里淵型仍處于理論研究階段。
根據(jù)采用的光學(xué)元件,光纖陀螺結(jié)構(gòu)有三種實(shí)現(xiàn)方法:小分立元件系統(tǒng)、全光纖系統(tǒng)和集成光學(xué)元件系統(tǒng)。21世紀(jì)初,分離光學(xué)元件技術(shù)基本退出。全光纖系統(tǒng)用于低精度、低成本的開(kāi)環(huán)光纖陀螺。由于工藝簡(jiǎn)單,整體重復(fù)性好,成本低,集成光學(xué)器件陀螺在高精度光纖陀螺中非常流行,是其主要實(shí)現(xiàn)方法。
(2)光纖光柵傳感器
光纖布拉格光柵傳感器是國(guó)內(nèi)外光纖傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)光纖傳感器基本可分為光強(qiáng)型和干涉型兩種類(lèi)型。光強(qiáng)傳感器的缺點(diǎn)是光源不穩(wěn)定,光纖損耗和探測(cè)器容易老化。干涉?zhèn)鞲衅饕髢煞N干涉光的光強(qiáng)相同,因此需要固定參考點(diǎn),使應(yīng)用不方便。21世紀(jì)初開(kāi)發(fā)的以光纖布拉格光柵為主的光纖光柵傳感器可以避免上述兩種情況,其傳感信號(hào)為波長(zhǎng)調(diào)制,復(fù)用能力強(qiáng)。光纖光柵傳感器是建筑健康檢測(cè)、沖擊檢測(cè)、形狀控制和振動(dòng)阻尼檢測(cè)中最理想的靈敏元件。光纖光柵傳感器廣泛應(yīng)用于地球動(dòng)力學(xué)、航天器、電力工業(yè)和化學(xué)傳感器。
(3)光纖電流傳感器
隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展,電力傳輸系統(tǒng)的容量不斷增加,運(yùn)行電壓等級(jí)越來(lái)越高,電流越來(lái)越大,很難測(cè)量,這顯示了光纖電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)。在電力系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的用于測(cè)量電流的傳感器是基于電磁感應(yīng)的,存在以下缺點(diǎn):易爆炸甚至災(zāi)難性事故;大故障電流會(huì)引起鐵芯磁飽和;鐵芯共振效應(yīng);頻率響應(yīng)慢;測(cè)量精度低;信號(hào)易受干擾;體積重量大、價(jià)格昂貴等,難以滿(mǎn)足新一代數(shù)字電網(wǎng)的發(fā)展需求。此時(shí),光纖電流傳感器應(yīng)運(yùn)而生,應(yīng)用廣泛。
(4)光纖水聽(tīng)器
光纖水聽(tīng)器主要用于測(cè)量水下聲信號(hào),通過(guò)高靈敏度光纖相干檢測(cè)將水聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào),并通過(guò)光纖傳輸?shù)叫盘?hào)處理系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別。與傳統(tǒng)水聽(tīng)器相比,光纖水聽(tīng)器具有靈敏度高、響應(yīng)帶寬寬、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于軍事、石油勘探、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域,具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
光纖水聽(tīng)器按原理可分為干涉型、強(qiáng)度型、光柵型等。干涉光纖水聽(tīng)器的關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟,在一些領(lǐng)域形成了產(chǎn)品。光纖光柵水聽(tīng)器是目前研究的熱點(diǎn)。關(guān)鍵技術(shù)包括光源、光纖設(shè)備、探頭技術(shù)、抗偏振衰落技術(shù)、抗相位衰落技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、多路復(fù)用技術(shù)和工程技術(shù)。
關(guān)于光纖傳感器的選型,主要根據(jù)測(cè)量對(duì)象和環(huán)境確定類(lèi)型。仔細(xì)分析測(cè)量工作,并考慮使用哪種原理的傳感器進(jìn)行測(cè)量,因?yàn)榧词箿y(cè)量相同的物理量,也可以通過(guò)不同的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)。其次,必須考慮測(cè)量范圍、體積(空間是否足夠)、安裝方法、信號(hào)類(lèi)型(模擬或數(shù)字信號(hào))、測(cè)量方法(直接或間接測(cè)量)等。
光纖傳感器的精確度
傳感器的精度等級(jí)關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的精度,是一個(gè)非常重要的參數(shù)。一般來(lái)說(shuō),精度越高,價(jià)格越貴。所以在選擇的時(shí)候,要從整體上考慮,適合自己的才是最好的,不要盲目追求所謂的高精度,除非需要定量測(cè)量精度值,否則要選擇精度等級(jí)更高的傳感器。
靈敏度的選擇
靈敏度是指輸出增量與相應(yīng)輸入增量之比。我們必須正確理解這個(gè)參數(shù),分為兩個(gè)方面:1。在線(xiàn)范圍內(nèi),靈敏度高,輸出信號(hào)值大,這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。2.靈敏度高,與測(cè)量無(wú)關(guān)的外部噪聲容易混合,影響處理過(guò)程中的精度。
線(xiàn)性范圍
線(xiàn)性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍,所以我們都希望線(xiàn)性范圍越寬越好,線(xiàn)性范圍越寬,范圍越大,精度越高。但任何傳感器的線(xiàn)性范圍都是相對(duì)的。為了在線(xiàn)性范圍內(nèi),我們只需對(duì)測(cè)量進(jìn)行估算。
頻率響應(yīng)特性
在測(cè)量過(guò)程中,傳感器的輸出總是有一定的延遲,這與實(shí)際值不同。因此,我們希望頻率響應(yīng)更快,這樣延遲時(shí)間會(huì)更短。然而,由于結(jié)構(gòu)和其他特性的影響,頻率很難提高。
穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是指長(zhǎng)期使用后,其性能可以保持不變。除了自身原因,影響穩(wěn)定性的因素主要是環(huán)境因素。因此,所選傳感器應(yīng)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候采取保護(hù)措施。
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