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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，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)幾何光學理論（參照上圖），當光線以某—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)。當光線的入射角θ1增大到某一角度θc時，透射入光疏物質(zhì)的折射光則沿界面?zhèn)鞑?，當入射角?>θc?時，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，而是反復折射傳遞的。　　這時纖芯、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。當溫度變化時，兩束光由于相位不同而發(fā)生干涉，干涉產(chǎn)生的光強按正弦規(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的檢測，可達到檢測溫度的目的。: 回答者：網(wǎng)友

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