光纖溫度傳感器的工作原理

光纖傳感器分為內(nèi)部和外部傳感器。不同之處在于光纖本身充當(dāng)本征傳感器的傳感元件，由此外部傳感器使用外部傳感器。換句話說(shuō)，與外在光纖相比，光纖直接受到固有傳感器中的被測(cè)量的影響，其中光纖簡(jiǎn)單地將光引導(dǎo)到傳感元件或從傳感元件引導(dǎo)光。固有傳感器通常用于測(cè)量應(yīng)變，溫度和壓力。另一方面，外部傳感器通常用于測(cè)量振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，位移，速度，加速度，扭矩和溫度。

今天，有許多類(lèi)型內(nèi)在和外在光纖傳感器用于測(cè)量溫度。為了進(jìn)一步說(shuō)明光纖溫度傳感器如何工作，必須區(qū)分操作原理。存在三種主要類(lèi)型：強(qiáng)度調(diào)制傳感器，相位調(diào)制傳感器和波長(zhǎng)調(diào)制傳感器。強(qiáng)度調(diào)制傳感器基于使諸如溫度的物理干擾引起通過(guò)光纖的接收光的變化的原理。相位調(diào)制傳感器基于將傳感光纖中的光的相位與干涉儀中的參考光纖進(jìn)行比較的原理。波長(zhǎng)調(diào)制傳感器基于諸如溫度或應(yīng)變的物理干擾改變光的反射波長(zhǎng)的原理。

關(guān)于什么是光纖溫度傳感器的問(wèn)題沒(méi)有簡(jiǎn)單而精確的描述因?yàn)橛卸喾N不同的傳感器類(lèi)型可以用幾種方式表征。最常用的光纖傳感器之一是基于光纖布拉格光柵（FBG）的傳感器。它是基于波長(zhǎng)調(diào)制原理的固有傳感器。傳感器的基本原理是某些波長(zhǎng) – 滿(mǎn)足布拉格條件的波長(zhǎng) – 在某些位置反射，而所有其他波長(zhǎng)都被反射。這是通過(guò)在光纖芯內(nèi)部形成光柵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)光纖溫度改變時(shí)，光柵之間的間距和折射率都會(huì)改變。因此，溫度的任何變化都會(huì)引起反射波長(zhǎng)的變化。

電信領(lǐng)域的巨大發(fā)展是光纖溫度傳感器多年前工作的主要原因，它們具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)電氣傳感器的優(yōu)點(diǎn)，例如：高精度，對(duì)電磁干擾不敏感，并具有非凡的機(jī)械疲勞抗性。這些特性使得光纖傳感器，特別是基于光纖布拉格光柵的傳感器廣泛用于許多行業(yè)，例如：石油和天然氣，土木結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸，航空航天和加工工業(yè)。今天，有一些成熟的公司設(shè)計(jì)和生產(chǎn)基于FBG技術(shù)的完整溫度系統(tǒng)，