光纤传感器原理

光纤传感器基于从发光部发出的光的信息（波长、光强度）和在受光部接收到的光的信息来进行各种检测。

1.常见物体检测

这是通过阻挡从发光部分到受光部分的光来检测物体是否存在的最基本的检测原理。可以通过短暂的中断来检测通过，并且通过为发光部配备光接收装置，还可以测量反射时间并测量物体的移动速度。

玻璃等透明物体由于光线透过而难以检测，但通过高精度测量因表面（空气⇔玻璃）折射率变化而引起的光强度变化，可以进行检测。

2、液体检测

光纤传感器不仅可以检测固体，还可以利用液体折射光的特性来检测液体，管装型和液体接触型已投入实际应用。

管安装型从管壁发出光。如果管内没有液体，则光直线传播；如果有液体，则光发生折射并进入接收侧。这可以检测液体的存在或不存在。这种类型可以检测透明液体，但不能检测不透光的不透明液体。

在湿式中，发射器和接收器彼此平行安装在具有锥形的树脂管中，当管不与液体接触时，光被锥形部分折射并返回接收侧。我是。当与液体接触时，折射率发生变化，光不会返回。这可以检测与液体的接触。

这样，光纤传感器就可以用来检测液体的存在、液位和漏水情况。对于液体检测，树脂管通常由特氟龙基材料制成，可用于化学溶液和高温水，使其适用于广泛的应用。

3.颜色检测

物体的颜色由反射光的波长分布决定，该波长分布取决于照射光的波长（颜色）的反射率和折射率。这可用于通过光纤传感器检测颜色。

4. 温度和应变检测

光纤在径向上具有双重结构，由纤芯部分和包层部分组成，但在制造过程中用特殊的紫外光照射光纤，在轴向上以规则的间隔产生折射率部分不同的区域。这称为光纤布拉格光栅（FBG）。在这种情况下，光纤的图像是两端串联 FBG 的圆柱体。

FBG 仅反射某些波长，具体取决于所产生的间距和折射率，因此当光纤因温度变化而膨胀或收缩时，反射光的波长以及反射光返回所需的时间都会发生变化。这使得它可以用作温度传感器。

此外，当安装在结构中时，光纤长度会随着结构的变形而变化，因此它也可以用作应变传感器。除了大型建筑物、隧道、管道等外，还应用于不断受到外力作用的结构，例如海上风力发电，它是可再生能源的一种。当连接重物时，光纤的长度会根据重物移动时施加的加速力而变化，因此也可以用作加速度传感器。