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      耐高温光纤传感器应注意的问题

      发布时间:2021-06-02

      浏览次数:92

         耐高温光纤传感器的基本结构包括:光源、传输光纤和光探测部分,目前已被广泛地应用于各个领域。如今,我们谈谈耐高温光纤传感器应用注意事项。


      1.光纤。


      普通光纤有阶跃型、梯度型多模光纤和单模光纤,选用光纤时应考虑以下因素:


      (1)光纤数值孔径NA。在提高光源与光纤的耦合效率时,需要使用较大的NA,但NA越大,光纤的模色散越大,信息传输容量就越小。但对于大部分的光纤传感器来说,不存在信息容量问题,光纤一般要求:0.2≤NA《0.4》的最大孔径。


      (2)光纤传输损耗。传感损耗是光纤最重要的光学特性,它在很大程度上决定着远距离光纤通信中继站的跨度,而光纤传感系统中大多数距离较短,长距离小于4M,短距离仅几毫米。尤其是作为敏感元件的特殊光纤,传输损耗的要求较低,一般损耗在10dB/km以下的光纤都可以使用。


      (3)色散现象。色散是影响光纤信息传输能力的重要参数,如前所述,可以放宽这一要求。


      (4)光纤强度。对于光纤传感器来说,无一例外都需要更强的强度。
      光纤传感器

      2.光源。


      由于光源数量众多,对光源的基本要求是一致的,必须使具有适当特性的、足够功率的光达到探测器,以确保检测系统有足够大的信噪比,所遵循的原则是:选择一个辐射足够强,要求在敏感元件的工作波长上具有最大辐射功率的光源;光源必须与光纤匹配,以获得较好的耦合率;光源的稳定性要好,能够在长期室温下工作。


        (1)炽热白炽灯。炽白光源辐射近似为黑体辐射。它的优点是:价格便宜,获取容易,使用方便,但是它用于传感器时,由于辐射密度较小,所以只适用于光纤束和粗芯阶跃光纤。不利之处是稳定性较差,寿命短。


      (2)气体激光装置。高度一致的光源,易于实现单模工作,线性很窄;较高的辐射密度,耦合效率高;较低的噪声。


      (3)固体激光装置。目前主要使用的是固体中的铷离子激光器等,具有体积小,坚固,高效,高辐射密度等优点。其缺点是与气体激光器相比,相干性和频率稳定性较差。


      (4)半导体激光器。LED作为光纤传感器的重要光源,具有体积小、强度高、寿命长、可靠性高、辐射密度适中、电源简单等优点。

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