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光電開關(guān)中的強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器介紹
 
更新時(shí)間:2014.10.13 瀏覽次數(shù):
 

  利用被測量的一些因素改變光纖中光的強(qiáng)度,再通過光強(qiáng)的變化來測量外界物理量,稱為強(qiáng)度調(diào)制。

  當(dāng)一恒定光源的光波注入調(diào)制區(qū)時(shí),在外力場強(qiáng)的作用下,輸出光波強(qiáng)度被光波所調(diào)制,載有外力場信息的射出光的包絡(luò)線與i形狀一樣,光探測的輸出電流也作了同樣的調(diào)制。同理,可以利用其他各種光強(qiáng)調(diào)制方式,如光纖位移、光柵、反射式、微彎、模斑、斑圖、輻射等來調(diào)制入射光,從而形成的相應(yīng)的調(diào)制器。強(qiáng)度調(diào)制是光纖傳感器使用最早的調(diào)制方法,其特點(diǎn)是技術(shù)簡單、可靠、價(jià)格低,可采用多模光纖,且光纖的連接器和耦合器均已商品化。光源可采用led和高強(qiáng)度的白熾光等非相干光源,探測器一般用光電二極管、三極管和光電開關(guān)光電池等。

  1、小的線性位移和觸點(diǎn)位移調(diào)制方法:這種調(diào)制方法使用兩根光纖,一根為光的入射光纖,另一根為調(diào)制后的光的出射光纖。兩根光纖的間距為2-3um,端面為平面,兩者對置。通常入射光纖不動(dòng),外界因素如壓力、張力等使得出射光纖作橫向或縱向位移或轉(zhuǎn)動(dòng),于是出射光纖輸出的光強(qiáng)被其位移所調(diào)制。利用這一調(diào)制過程可以測量位移量等。若入射和出射光纖均采用相同性能的單模光纖,徑向位移與功率耦合系數(shù)之間的關(guān)系。

  2、微彎損耗光強(qiáng)調(diào)制:根據(jù)模態(tài)理論上,當(dāng)光纖軸向受力而微彎時(shí),光纖中的部分光會(huì)折射到纖芯的包層中去,不產(chǎn)生全折射,這樣將引起纖芯中的光強(qiáng)發(fā)生變化。因此,可以通過對纖芯或包層的能量變化來測量外界力如應(yīng)力、重、加速度等物理量。因此微彎損耗光強(qiáng)調(diào)制器,而得到測量上述物理量的各種傳感器。

  微彎光纖壓力傳感器由兩塊波形板或其他形狀的變形器構(gòu)成。其中有一塊活動(dòng),另一塊固定。變形器一般采用的機(jī)合成材料如尼龍、有機(jī)玻璃等制成。一根光纖從一對變形器之間通過,當(dāng)變形器的活動(dòng)部分受到外界力的作用時(shí),光纖將發(fā)生周期性微彎曲。

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