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传感器科普15-光纤传感器-光导纤维中的智慧感知.docx
资料介绍
光纤传感器——光导纤维中的"智慧感知"
一、什么是光纤传感器？
光纤传感器是一种利用光在光纤中传输特性随外界环境变化而改变的原理，实现对外界物理量（温度、压力、应变、振动等）测量的传感装置。光纤传感器以光为信号载体，以光纤为传输介质，具有抗电磁干扰、绝缘性好、耐腐蚀、体积小、重量轻等突出优点，特别适合在强电磁干扰、高温高压、易燃易爆等恶劣环境中使用。
二、光纤传感器的基本原理
光纤传感器的工作原理基于光学调制效应：当外界被测参数（如温度、压力、应变等）作用于光纤时，会引起光纤中传输光的光学性质发生变化，包括光强、波长、频率、相位和偏振态等。这个过程称为光学调制，通过检测这些光学参数的变化，即可反推出被测物理量的大小。
光的全反射原理：光纤由纤芯和包层组成，纤芯的折射率高于包层。当光以一定角度入射到纤芯中时，在纤芯与包层的界面上发生全反射，使光沿着光纤传输。外界因素会改变光纤的折射率或几何尺寸，从而影响光的传输特性。
三、光纤传感器的主要类型
按传感原理分类
强度调制型光纤传感器：外界因素改变光纤中传输光的光强，通过测量光强变化来检测被测量。系统简单、成本低，但易受光源波动和光纤弯曲损耗影响。
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