光纤传感器是一种利用光对遥感应用中的物理特性进行分析的技术。内在传感器使用光纤本身作为传感元件,而外在传感器使用光纤电缆将光信息从远程传感器传输到电子处理器。光可用于检测许多物理和化学材料特性的变化,以分析温度、压力或振动等因素。这些传感器适用于各种工业和科学环境,例如油井的井下测量或用作声纳和地震应用的水听器。与之前的技术相比,轻质光纤具有许多固有的优势,包括体积小、重量轻、抗电磁性、耐用性以及信息的即时和准确传输。
光纤传导来自通过圆柱形电介质发射激光或发光二极管 (LED) 等光源大道指南。这些光纤允许光以波形反射,即使在很远的距离上,损失也最小。光纤由被包层包围的介质芯制成,并被护套覆盖;这些纤维可以捆绑在一起形成更粗的电缆。光纤传感器在禁止直接观察的极端条件下提供坚固的性能;这些可能包括危险和偏远区域,例如发动机内部或爆炸性和腐蚀性环境。
内在传感器可以测量通过的材料流量光路中的间隙可达一米。这种材料会对光的质量产生一定的变化,从而揭示重要的信息以供分析。光路长度的变化允许测量强度、偏振、相位和其他波长光的特性。光纤传感器使用光源和检测器传播调制的环境影响。还可以提供应变、温度和粘度等附加读数。
光学和电子传感器还可以使用光纤将信息传输到电子处理器。这些外在型传感器可能是专门为某些恶劣条件而设计的:例如,读取喷气发动机和变压器内部的温度,其中热场或电磁场禁止其他测量方法。外在光纤传感器通常使用多模光纤,可以允许多个波长或光束,以实现更复杂的信息传输。来自电子传感器的信息通过光发射器进行转换,并通过光线路传送到其目的地基地。
最简单的光纤传感器类型称为密集型;它测量强度调制。光谱传感器传感器测量受环境影响调制的光,并用于捕获与光特性(例如辐射、荧光和吸收)相关的信息。干涉测量传感器在航空航天、导航和采矿领域用作固态光纤陀螺仪。医疗领域利用光纤传感器获取血气和剂量信息;这些无源传感器成本低廉,可批量生产,并且似乎不会对患者产生任何不良影响。光纤智能结构嵌入到制造材料和桥梁、水坝等大型结构中;继续为现有技术和新技术开发应用程序。
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