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頻率調(diào)制光纖傳感器是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來
頻率調(diào)制光纖傳感器 是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來進(jìn)行監(jiān)測的傳感器。有利用運(yùn)動(dòng)物體反射光和散射光的效應(yīng)的光纖速度、流速、振動(dòng)、壓力、加速度傳感器;利用物質(zhì)受強(qiáng)光照射時(shí)的喇曼散射構(gòu)成的測量氣體濃度或監(jiān)測大氣污染的氣體傳感器;以及利用光致發(fā)光的溫度傳感器等。 光纖傳感器的原理與應(yīng)用 光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經(jīng)過光纖送入調(diào)制器,使待測參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后,導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等)發(fā)生變化,稱為被調(diào)制的信號(hào)光,在經(jīng)過光纖送入光探測器,經(jīng)解調(diào)后,獲得被測參數(shù)。
光纖電流互感器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)
在電力系統(tǒng)中,需要測定溫度、電流等參數(shù),由于電類傳感器易受強(qiáng)電磁場的干擾,無法在這些場合中使用,只能用光纖傳感器。還有一個(gè)重要的應(yīng)用是利用OPGW、OPPS等電力復(fù)合纜分布式監(jiān)測電纜線的溫度、覆冰、舞動(dòng)、偷盜、桿塔倒塌等事故。國內(nèi)長飛和上海康闊等企業(yè),在光纖電流互感器領(lǐng)域已經(jīng)通過了多次測試,距離實(shí)際應(yīng)用尚有一段時(shí)間。
光纖傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳感
目前,已證明用光纖可構(gòu)成檢測加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、壓力、彎曲、應(yīng)變、轉(zhuǎn)矩、溫度、電壓、電流、液面、流量、流速、濃度、PH值、磁、聲、光、射線等多種物理量的傳感器,這些傳感器與以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器相比較,在測量原理上有本質(zhì)的差別。傳統(tǒng)傳感器是以機(jī)-電測量為基礎(chǔ),而光纖傳感器則以光學(xué)測量為基礎(chǔ)。
如下圖所示,以電為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器是一種把被測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y電信號(hào)的裝置,是由電源、敏感元件、信號(hào)接收和處理系統(tǒng),以及傳輸信息所用金屬導(dǎo)線組成。光纖傳感器則是一種把被測量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y光信號(hào)的裝置。由光發(fā)送器、敏感元件(光纖或非光纖的)、光、信號(hào)處理系統(tǒng),以及光纖構(gòu)成。由光發(fā)送器發(fā)出的光經(jīng)源光纖引導(dǎo)至敏感元件,在這里,光的某一性質(zhì)受到被測量的調(diào)制。已調(diào)光經(jīng)接收光纖耦合到光,使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào),后經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)處理,得到我們所期待的被測量。
光纖傳感器中光纖本身就是敏感元件,直接接受外界的被測量。根據(jù)光纖在傳感器中的作用,可分為功能型光纖傳感器、非功能型光纖傳感器和拾光型光纖傳感器為功能型光纖傳感器。功能型光纖傳感器中的光纖本身可以感受被測量,光在光纖內(nèi)部傳遞時(shí),被測量使光纖的特性發(fā)生變化,光信號(hào)被光纖測量、調(diào)制。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊、靈敏度高;缺點(diǎn)是需要使用特殊光纖,成本比較高,常見的應(yīng)用有光纖水聽器等。