光纖傳感器是什么，有哪些分類和用途？

　　所謂光纖本身的光纖傳感器，就是光纖本身直接接受外界的測量。外部測量的物理量會導致測量臂的長度、折射率和直徑發(fā)生變化，從而使光纖中傳輸?shù)墓庠谡穹⑾辔弧㈩l率和偏振方面發(fā)生變化。測量臂傳輸?shù)墓馀c參考臂的參考光相互干擾（比較），使輸出光的相位（或振幅）發(fā)生變化。根據(jù)這一變化，可以檢測到測量的變化。光纖中傳輸?shù)南辔皇芡饨缬绊懙撵`敏度很高。干擾技術可以檢測到10負4次方弧度微小相位變化對應的物理量。利用光纖的繞組和低損耗，長光纖可以盤成直徑很小的光纖圈，從而增加利用長度，獲得更高的靈敏度。

　　光纖傳感器是一種利用光纖本身的傳感器。當光纖受到一點小的外力時，它會產生輕微的彎曲，其傳光能力會發(fā)生很大的變化。聲音是一種機械波，它對光纖的作用是使光纖受力和彎曲，通過彎曲可以得到聲音的強度。光纖陀螺也是光纖本身的一種傳感器。與激光陀螺相比，光纖陀螺具有靈敏度高、體積小、成本低等優(yōu)點，可用于飛機、船舶等高性能慣性導航系統(tǒng)。

　　另一種主要類型的光纖傳感器是使用光纖的傳感器。其結構大致如下：傳感器位于光纖端部，光纖只是光的傳輸線，將測量的物理量轉換為光的振幅、相位或振幅的變化。在這個傳感器系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的傳感器與光纖相結合。光纖的引入為探針遙測提供了可能性。這種光纖傳感器應用廣泛，使用方便，但精度略低于第一種傳感器。

　　光纖傳感器正朝著敏感、準確、適應性強、體積小、智能化的方向發(fā)展。在這個過程中，傳感器家族的新成員光纖傳感器備受青睞。光纖具有許多優(yōu)異的性能，如：抗電磁干擾和原子輻射性能、機械性能細、質軟、重量輕、絕緣、無感應電氣性能、耐水、耐高溫、耐腐蝕化學性能等，可在人無法到達的地方（如高溫區(qū)）或對人有害的地區(qū)（如核輻射區(qū)）發(fā)揮耳目的作用，也可以超越人的感官界限，接收人的感官無法感受到的外部信息。光纖傳感器是近年來出現(xiàn)的一項新技術，可用于測量聲場、電場、壓力、溫度、角速度、加速度等各種物理量，也可以完成現(xiàn)有測量技術難以完成的測量任務。在狹小的空間中，光纖傳感器在強電磁干擾和高電壓環(huán)境中表現(xiàn)出的能力。目前，光纖傳感器有70多種，大致分為光纖自身傳感器和光纖傳感器。

　　光纖傳感器家族的后期之秀，因其優(yōu)異的光纖性能而得到廣泛應用，是生產實踐中值得注意的傳感器。

　　光纖傳感器非常適合不敏感的條件，包括噪音、高振動、極熱、潮濕和不穩(wěn)定的環(huán)境。這些傳感器可以輕松安裝在小區(qū)域中，并且可以正確定位在需要柔性光纖的任何地方。波長偏移可以使用光學頻域反射儀來計算。可以使用諸如光學時域反射計之類的設備來確定光纖傳感器的時間延遲。

　　光纖傳感器的一般框圖如上所示。該框圖由光源（發(fā)光二極管、激光和激光二極管）、光纖、傳感元件、光檢測器和末端處理設備（光譜分析儀、示波器）組成。這些傳感器根據(jù)工作原理、傳感器位置和應用分為三類。

　　根據(jù)工作原理，光纖傳感器分為三種：1.基于強度2.基于相位3.基于極化

　　1.基于強度的光纖傳感器

　　基于強度的光纖傳感器需要更多的光，這些傳感器使用多模大芯光纖。下圖給出了關于光強度如何作為傳感參數(shù)工作以及這種布置如何使光纖作為傳感器工作的概念。振動傳感器。當有振動時，從一端插入到另一端的光就會發(fā)生變化，這將產生測量振動幅度的智能。

　　光纖傳感器光纖和振動傳感器取決于后面部分的光強。由于系統(tǒng)中不會發(fā)生在環(huán)境中的可變損耗，這些傳感器具有許多限制。這些可變損耗包括由于拼接引起的損耗、微觀和宏觀彎曲損耗、由于接頭處的連接引起的損耗等。示例包括基于強度的傳感器或微彎曲傳感器和倏逝波傳感器。

　　光纖傳感器器的優(yōu)點包括成本低、能夠作為真正的分布式傳感器執(zhí)行、實現(xiàn)非常簡單、可以多路復用等。缺點包括光強度和相對測量值的變化等。

　　2.基于偏振的光纖傳感器

　　基于偏振的光纖對于某一類傳感器很重要。該屬性可以通過各種外部變量簡單地修改，因此，這些類型的傳感器可以用于測量一系列參數(shù)。已開發(fā)出具有精確偏振特性的特殊光纖和其他組件。通常，它們用于各種測量、通信和信號處理應用。

　　基于偏振的光纖傳感器的光學設置如上所示。它是通過偏振器對來自光源的光進行偏振而形成的。偏振光在與一段雙折射偏振保護光纖的選定軸成45°處開始。這部分光纖用作傳感光纖。然后，在任何外部干擾（例如應力或應變）下，兩個極化狀態(tài)之間的相位差會發(fā)生變化。然后，根據(jù)外部干擾，改變輸出極化。因此，通過考慮光纖下端的輸出極化狀態(tài)，可以檢測到外部干擾。

　　3.光纖傳感器用于改變信息信號上的發(fā)射器光，其中信號由基于相位的光纖傳感器觀察。當一束光通過干涉儀時，光會分成兩束。其中一束暴露在傳感環(huán)境中，另一束與傳感環(huán)境隔離，作為參考。一旦兩個分離的光束重新組合，它們就會相互阻礙。