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光纖溫度傳感器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-07-24

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　　光纖溫度傳感器的結(jié)構(gòu)原理有很多種。其基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖。　　　　光纖溫度傳感器，是一類利用在光線在光線中傳輸時(shí)，光的振幅、相位、頻率、偏振態(tài)等隨光纖溫度變化而變化的原理制作的傳感器。　　光纖溫度傳感器一般分為兩類：一類是光導(dǎo)纖維只起到傳輸光的作用，必須在光纖端面加裝其它敏感元件才能構(gòu)成新型傳感器的傳輸型傳感器；另一類是利用光導(dǎo)纖維本身具有的某種敏感功能而使光纖起測量溫度的作用，屬于功能型，光纖既感知信息，又傳輸信息。　　　　傳輸型傳感器：　　　　　　根據(jù)幾何光學(xué)理論（參照上圖），當(dāng)光線以某—較小的入射角，由折射率為n1的光密物質(zhì)射向折射率為n2的光疏物質(zhì)，則一部分入射光以折射角折射入光疏物質(zhì)，其余部分以角度反射回光密物質(zhì)。當(dāng)光線的入射角θ1增大到某一角度θc時(shí)，透射入光疏物質(zhì)的折射光則沿界面?zhèn)鞑?，?dāng)入射角θ1>θc?時(shí)，光線不會透過其界面，而全部反射到光密物質(zhì)內(nèi)部，也就是說光被全反射。根據(jù)這個(gè)原理（參照下圖），只要使光線射入光纖端面的光與光軸的夾角θ0小于一定值，則入射到光纖纖芯和包層界面的φ1角就滿足大于臨界角的條件，光線就射不出光纖的纖芯。光線在纖芯和包層的界面上不斷地產(chǎn)生全反射而向前傳播，光就能從光纖的一端以光速傳播到另一端，這就是光纖傳光的基本原理。　　從光纖的傳輸原理可知，在特定條件下，光在光纖中不是沿著纖芯傳遞的，而是反復(fù)折射傳遞的。　　這時(shí)纖芯、包層的密度，射入纖芯的外來光線都可以影響光在纖芯中傳輸?shù)恼穹?、相位、頻率、偏振態(tài)。而功能型的光纖傳感器就是利用溫度和這種影響的關(guān)系，做出的傳感器。　　例如：干涉式光纖溫度傳感器：（如下圖）來自激光器的光束被波導(dǎo)分成兩路，分別經(jīng)過 L1 和 L2 兩條光纖后，在輸出端重新合成。當(dāng)溫度變化時(shí)，兩束光由于相位不同而發(fā)生干涉，干涉產(chǎn)生的光強(qiáng)按正弦規(guī)律周期性變化并與長度差 L2-L2 成正比通過干涉式溫度傳感器光強(qiáng)的檢測，可達(dá)到檢測溫度的目的。: 回答者：網(wǎng)友

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