利用被測量的一些因素改變光纖中光的強度,再通過光強的變化來測量外界物理量,稱為強度調(diào)制。
當光電開關(guān)中的一恒定光源的光波注入調(diào)制區(qū)時,在外力場強的作用下,輸出光波強度被光波所調(diào)制,載有外力場信息的射出光的包絡線與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,從而形成的相應的調(diào)制器。強度調(diào)制是光纖傳感器使用最早的調(diào)制方法,其特點是技術(shù)簡單、可靠、價格低,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、三極管和光電池等。
1、小的線性位移和觸點位移調(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,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,于是出射光纖輸出的光強被其位移所調(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、微彎損耗光強調(diào)制:根據(jù)模態(tài)理論上,當光纖軸向受力而微彎時,光纖中的部分光會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力、重、加速度等物理量。因此微彎損耗光強調(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,另一塊固定。變形器一般采用的機合成材料如尼龍、有機玻璃等制成。一根光纖從一對變形器之間通過,當變形器的活動部分受到外界力的作用時,光纖將發(fā)生周期性微彎曲。 |