光纤传感器结构原理及分类[图]

光纤传感器结构原理及分类光纤传感器是一种采用光纤作为传感元件的传感器。

光纤传感器的工作原理是利用在光纤中传输的光所起的作用，通过测量光的参数的变化来实现测量或检测的目的。

光纤传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、体积小和耐腐蚀等优点，在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用。

光纤传感器的结构主要包括光源、光纤、光纤连接和光纤接收器等部分。

光源产生光信号，通过光纤传输到被测点，然后由光纤接收器接收反射回来的光信号，并将其转换为电信号进行分析和测量。

根据测量的不同参数，光纤传感器可以分为以下几种分类。

1.压力传感器：压力传感器是一种测量液体或气体压力的传感器。

压力传感器利用压力对光纤的传输特性（如弯曲、伸长或挤压）产生的变化来实现测量。

常见的压力传感器有光纤拉曼散射压力传感器和光纤布里渊散射压力传感器等。

2.温度传感器：温度传感器是一种测量温度变化的传感器。

温度能够改变光纤的色散、折射率和长度等特性，通过测量这些变化来实现温度的测量。

常见的温度传感器有光纤布里渊散射温度传感器和光纤拉曼散射温度传感器等。

3.湿度传感器：湿度传感器是一种测量湿度变化的传感器。

湿度对光纤的折射率和损耗等参数产生影响，通过测量这些参数的变化来实现湿度的测量。

常见的湿度传感器有光纤菲涅耳衍射湿度传感器和光纤布里渊散射湿度传感器等。

4.气体传感器：气体传感器是一种测量气体浓度的传感器。

气体的成分和浓度对光纤的折射率、吸收和散射等特性产生影响，通过测量这些参数的变化来实现对气体的测量。

常见的气体传感器有光纤红外吸收气体传感器和光纤光谱吸收气体传感器等。

5.应力传感器：应力传感器是一种测量物体受力变化的传感器。

应力对光纤的拉伸或挤压产生的变形影响光的传输特性，通过测量光纤的变形来实现对应力的测量。

常见的应力传感器有光纤布里渊散射应力传感器和光纤拉曼散射应力传感器等。

除了以上的分类，光纤传感器还可以根据测量原理和传输方式来进行分类。

例如，根据测量原理，光纤传感器可以分为离散光纤传感器和连续光纤传感器；根据传输方式，光纤传感器可以分为点型光纤传感器和线型光纤传感器等。

光纤传感器的原理和分类光纤传感器是一种基于光学原理和光纤技术的传感器，它能够将光信号转化为电信号，从而实现对于光、温度、压力、位移、形变等物理量的测量。

光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰能力强、体积小、可靠性高等优点，在工业控制、医疗仪器、环境检测等领域得到了广泛应用。

本文将介绍光纤传感器的原理和分类。

一、原理光纤传感器的工作原理是基于光的传输和反射原理。

它由光源、光纤、光纤接口以及探测器等组成。

光源发出的光经过光纤传输到目标位置，然后由目标位置的物理量引起的光纤弯曲、光纤长度变化、光纤的折射率变化等导致部分光反射回来，并通过光纤接口传回探测器进行光信号的转换。

通过测量光信号的变化，就可以获得目标位置的物理量信息。

二、分类光纤传感器根据测量的物理量以及测量原理的不同，可以分为多种类型。

下面介绍几种常见的光纤传感器分类：1. 光纤光栅传感器光纤光栅传感器是通过在光纤内部加入光栅结构，利用光栅对光信号进行调制和衍射，实现对物理量的测量。

光纤光栅传感器可以根据光纤光栅的类型和光栅的形状来分类，例如布拉格光纤光栅传感器、长周期光纤光栅传感器等。

2. 光纤干涉传感器光纤干涉传感器是利用光纤产生的干涉现象来测量目标位置的物理量。

它通常分为两类：强度型光纤干涉传感器和相位型光纤干涉传感器。

强度型光纤干涉传感器是通过测量干涉光强的变化来获得目标位置的物理量信息；而相位型光纤干涉传感器则是利用测量干涉光相位的变化来实现测量。

3. 光纤散射传感器光纤散射传感器是通过光纤中的散射现象进行测量的传感器。

根据散射的类型和机制的不同，可以将光纤散射传感器分为弹性散射型、布拉格散射型、拉曼散射型等多种类型。

4. 光纤光谱传感器光纤光谱传感器是通过光纤进行光谱分析，测量目标物质的光谱特征来获取物理量信息的传感器。

它可以用于化学分析、生物医学检测等领域。

除了以上分类，光纤传感器还可以根据测量的物理量来分类，例如光纤温度传感器、光纤压力传感器、光纤位移传感器等。

11光控定位光纤开关——光纤式传感器的测试项目描述•光纤开关与定尺寸检测装置是利用光纤中光强度的跳变来测出各种移动物体的极端位置，如定尺寸、定位、记数等。

特别是用于小尺寸工件的某些尺寸的检测有其独特的优势。

如图11-1所示，当光纤发出的光穿过标志孔时，若无反射，说明电路板方向放置正确。

•通过本项目的学习。

•主要给大家介绍光纤•式传感器（简称光纤•传感器）工作原理及•相关传感器。

知识准备•光纤传感器的结构和原理•（一）光纤• 1. 光纤结构•光纤透明、纤细，虽比头发丝还细，却具有能把光封闭在其中，并沿轴向进行传播的特征。

中心的圆柱体叫作纤芯，围绕着纤芯的圆形外层叫作包层。

纤芯和包层主要由不同掺杂的石英玻璃制成。

光纤的结构光缆的外形及光纤的拉制各种装饰性光导纤维发光二极管产生多上海东方明珠种颜色的光线，通过光导纤维传导到东方明珠球体的表面。

在计算机控制下，可产生动态图案。

光纤的类型阶跃型：光纤纤芯的折射率分布各点均匀一致，称为多模光纤。

梯度型：梯度型光纤的的折射率呈聚焦型，即在轴线上折射率最大，离开轴线则逐步降低，至纤芯区的边沿时，降低到与包层区一样。

常用光纤类型及参数如表所示。

纤芯直径包层直径 /m m /mm 类型 单模 折射率分布 数孔径 值 2～880～1250.10～0.15 多模阶跃光纤(玻璃)80～200100～2500.1～0.3 多模阶跃光纤(玻璃/塑料)200～1000230～12500.18～0.50 50～100125～1500.1～0.2 多模梯度光纤2．光纤的传输原理•（1）光的折射定律•当光由光密物质(折射率n)入射至光疏物质(折射率n)时12发生折射光的反射、折射当一束光线以一定的入射角θ1从介质1射到介质2的分界面上时，一部分能量反射回原介质；另一部分能量则透过分界面，在另一介质内继续传播。

光的全反射当减小入射角时，进入介质2的折射光与分界面的夹角将相应减小，将导致折射波只能在介质分界面上传播。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

光纤传感器的分类及应用2008级光信息科学与技术3班牛鑫学号：200841801071光纤传感器（Optical Fiber Transducer）就是利用光导纤维的传光特性，把被测量转换为光特性(强度、相位、偏振态、频率、波长)改变的传感器。

它的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

随着现代科学技术的发展, 信息的获得显得越来越重要。

传感器正是感知、检测、监控和转换信息的重要技术手段。

光纤传感器是继光学、电子学为一体的新型传感器, 与以往的传感器不同, 它将被测信号的状态以光信号的形式取出。

光信号不仅能被人所直接感知, 利用半导体二极管如光电二极管等小型简单元件还可以进行光电、电光转换, 极易与一些电子装配相匹配, 这是光纤传感器的优点之一; 另外光纤不仅是一种敏感元件, 而且是一种优良的低损耗传输线; 因此, 光纤传感器还可用于传统的传感器所不适用的远距离测量。

近年来光纤传感器得到了越来越广泛的应用。

近年来，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。

它具有很多独特的优点：1、灵敏度高由于光是一种波长极短的电磁波, 通过光的相位便得到其光学长度。

以光纤干涉仪为例, 由于所使用的光纤直径很小, 受到微小的机械外力的作用或温度变化时其光学长度要发生变化, 从而引起较大的相位变化。

2、测量速度快光的传播速度最快且能传送二维信息, 因此可用于高速测量。

对雷达等信号的分析要求具有极高的检测速率, 应用电子学的方法难以实现, 利用光的衍射现象的高速频谱分析便可解决。

3 、信息容量大被测信号以光波为载体, 而光的频率极高, 所容纳的频带很宽, 同一根光纤可以传输多路信号。

光纤位移传感器1.了解光纤传输的基本原理2.了解反射式光纤传感器的一般原理3.自学用光纤传感器展开有关物理量的测量1.反射式光纤位移传感器的结构与工作原理。

2.反射式光纤传感器的输出特性曲线。

反射式光纤位移传感器的结构与工作原理1.光导纤维就是利用什么原理传输光波的？2.光纤传感器有功能型和传输型两大类，反射式光纤位移传感器是哪种类型光纤传感器？１）光导纤维与光纤传感器的通常原理图１光纤的基本结构光导纤维就是利用光的全然内反射原理传输光波的一种介质。

例如图１右图，它就是由低折射率的纤芯和包层所共同组成。

包层的折射率大于纤芯的折射率，直径大致为０.１ｍｍ～０.２ｍｍ。

当光线通过端面透入纤芯，在到达与包层的交界面时，由于光线的完全内反射，光线反射回纤芯层。

这样经过不断的反射，光线就能沿着纤芯向前传播。

由于外界因素（例如温度、压力、电场、磁场、振动等）对光纤的促进作用，引发光波特性参量（例如振幅、增益、偏振态等）发生变化。

因此人们只要测到这些参量随其外界因素的变化关系，就可以通过光特性参量的变化去检测外界因素的变化，这就是光纤传感器的基本工作原理。

２）反射式位移传感器的结构原理反射式光纤加速度传感器就是一种传输型光纤传感器。

其原理例如图２右图：光纤使用ｙ型结构，两束光纤一端分拆在一起共同组成光纤接收器，另一端分成两支，分别做为光源光纤和发送光纤。

光从光源耦合至光源光纤，通过光纤传输，箭向散射片，再被散射至发送光纤，最后由光电转换器发送，转换器拒绝接受至的光源与反射体表面性质、反射体至光纤接收器距离有关。

当散射表面边线确认后，发送至的反射光反射率随其光纤接收器至反射体的距离的变化而变化。

似乎，当光纤接收器紧扣散射片时，接收器发送至的反射率为零。

随着光纤接收器距反射面距离的减少，发送至的反射率逐渐减少，抵达最大值点后又随其两者的距离减少而增大。

图３右图就是反射式光纤加速度传感器的输出特性曲线，利用这条特性曲线可以通过对反射率的检测获得加速度量。

光纤传感器的工作原理
光纤传感器是一种利用光信号进行测量和检测的装置。

它的工作原理基于光信号的传输和变化。

光纤传感器由光源、光纤和光信号检测器三个主要部分组成。

光源发出光信号，经过光纤传输到需要检测的目标位置，并由光信号检测器接收和测量。

光纤传感器可根据不同的原理进行分类，如干涉型光纤传感器、散射型光纤传感器和吸收型光纤传感器等。

干涉型光纤传感器的工作原理是基于光的干涉现象。

当光信号经过目标位置时，目标的特性或条件会引起光的相位发生变化，从而导致光的干涉现象发生。

干涉现象的变化可通过测量光信号的相位差或幅度差来确定目标的特性或条件。

散射型光纤传感器的工作原理是基于光的散射现象。

当光信号经过目标位置时，目标表面的微小不均匀性或颗粒会使光发生散射。

散射的强度和分布可用来测量目标的特性或条件。

吸收型光纤传感器的工作原理是基于光的吸收现象。

通过测量光信号在目标位置上的吸收程度，可以确定目标的特性或条件。

光纤传感器具有高精度、高灵敏度、抗干扰性强等优点，被广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。

无论是温度、压力、湿度、位移还是化学物质的浓度等参数的检测，光纤传感器都能提供准确可靠的测量结果。