干涉型光纤感测器

干涉型光纤感测器光纤感测器分为传光型(非功能型)和感测型(功能型)两类,而干涉型光纤感测器就属于感测型的光纤感测器,它同时具有光纤感测器和干涉测量的优点 。
【干涉型光纤感测器】外部信号作用到干涉型光纤感测器的感测探测部位(通常是单模光纤)会引起干涉信号的相位变化,通过检测光信号相位变化引起的输出效果(例如:光强度)变化,就能够获得被探测对象的相关信息 。
基本介绍中文名:干涉型光纤感测器
特性光纤感测器在建筑、医疗和石油勘探等领域都发挥着举足轻重的作用 。与传统感测器相比,光纤感测器具有传输数据量大、抗干扰能力强、灵敏度高、耐腐蚀,以及可构建感测网路等优点,并且可以在低温区、高温区和核辐射区等人无法达到或对人体有害的地方工作 。种类目前常见的干涉型光纤感测器有如下四种:Michelson干涉型光纤感测器
Mach-Zehnder干涉型光纤感测器
Sagnac干涉型光纤感测器
Fabry-Perot干涉型光纤感测器
工作原理Michelson干涉型光纤感测器它是由雷射器、耦合器、2根单模光纤(一根作为参考臂,另一根作为测量臂)、2个反射镜(一个与参考臂相连,另一个与测量臂相连)、光电探测器和信号处理系统组成 。

    雷射器发出的雷射经耦合器被分为强度相同的两束后,分别进入参考臂和测量臂 。
    2根单模光纤中的光束经反射镜反射后,重新回到光纤中 。当参考臂和测量臂之间的光程差是光源半波长的整数倍时,产生相位增或相位减的干涉条纹 。
    测量臂在被测对象的信号(例如“温度”)的作用下,其传输的光波相位会发生变化,导致参考臂和测量臂所形成的干涉条纹发生光强变化 。
    通过检测光强的强弱变化,获得被测对象的信号量信息 。
Mach-Zehnder干涉型光纤感测器它由雷射器、扩束器、2个显微物镜、2根单模光纤(一根作为参考臂,另一根作为测量臂)、光电探测器和信号处理系统组成 。
    雷射器发出的雷射经过扩束器扩束后,再经分束器分别送入两根长度相同的单模光纤 。
    将两根光纤的输出端合在一起,两束雷射将产生干涉,形成明暗相间的一组条纹后,由光电探测器接收 。
    在测量过程中将参考臂置于恆温器中,参考臂的光程会保持不变,而测量臂在被测对象的信号(例如“温度”)的作用下,其传输的光波相位发生变化,使两条光纤中传输光的相位差发生变化,导致干涉条纹发生移动 。
    通过对干涉条纹的判向和计数,获得被测对象的信号量信息 。
Sagnac干涉型光纤感测器它由雷射器、分束器、多个反射镜、多根单模光纤、光电探测器和信号处理系统组成 。根据探测部分形状,反射镜和单模光纤的数量有所不同 。例如:探测部分的形状为矩形时,由3个反射镜和4根单模光纤,与分束器一起组成矩形 。
    雷射器发出的雷射经过分束器分为反射和透射两部分,两束雷射由反射镜的反射形成传播方向相反的闭合迴路 。
    两束雷射经各反射镜反射后,在分束器上会合产生干涉,并送入光电探测器 。
    在被测对象的信号(例如“温度”)的作用下,光波相位会发生变化,导致反射光束和透射光束所形成的干涉条纹光强变化 。
    通过检测光强的强弱变化,获得被测对象的信号量信息 。
Fabry-Perot干涉型光纤感测器它是由雷射器、起偏器、显微物镜、压电变换器、1根单模光纤、光电探测器和信号处理系统组成 。
    雷射器发出的雷射经显微物镜进入单模光纤,光纤两端构成多光束干涉腔 。