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光纤传感器的优势及特点、选型方法

2022-11-24 14:10
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光纤传感器由光源、入射光纤、出射光纤、光调制器、光探测器以及解调制器组成。其基本原理是将光源的光经入射光纤送人调制区,光在调制区内与外界被测参数相互作用,使光的光学性质(如强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化而成为被调制的信号光,再经出射光纤送入光探测器、解调器而获得被测参数。以下是小编整理的光纤传感器的优势特点及选型方法相关内容,希望能给您带来参考与帮助。

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光纤传感器的特点和优势

光纤传感器有极高的灵敏度和精度、固有的安全性好、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、集传感与传输于一体、能与数字通信系统兼容等优点。概括如下:

(1)高灵敏度;

(2)轻细柔韧便于安装埋设;

(3)电绝缘性及化学稳定性。光纤本身是一种高绝缘、化学性能稳定的物质,适用于电力系统及化学系统中需要高压隔离和易燃易爆等恶劣的环境中;

(4)良好的安全性。光纤传感器是电无源的敏感元件,故应用于测量中时,不存在漏电及电击等安全隐患;

(5)抗电磁干扰。一般情况下光波频率比电磁辐射频率高,因此光在光纤中传播不会受到电磁噪声的影响;

(6)可分布式测量。一根光纤可以实现长距离连续测控,能准确测出任一点上的应变、损伤、振动和温度等信息,并由此形成具备很大范围内的监测区域,提高对环境的检测水平;

(7)使用寿命长。光纤的主要材料是石英玻璃,外裹高分子材料的包层,这使得它具有相对于金属传感器更大的耐久性;

(8)传输容量大。以光纤为母线,用传输大容量的光纤代替笨重的多芯水下电缆采集收纳各感知点的信息,并且通过复用技术,来实现对分布式的光纤传感器监测。

光纤传感器选型方法

1、根据测量对象和环境确定类型

要认真分析测量工作,考虑采用哪种原理的传感器进行测量,因为即使测量同一物理量,也可以通过不同的原理实现。其次就得考虑量程、体积(空间是否足够)、安装方式、信号类型(模拟还是数字信号)、测量方式(直接测量还是间接测量)等等。

2、光纤传感器精度

传感器的精度等级关乎到整个系统精度,是一个非常重要的参数。一般,精度越高,价格越贵。所以我们选择的时候,得从整体考虑,适合自己的才是最好的,不要一味追求所谓的高精度,除非在需要定量测量精确值的场合,我们才选用精度等级高些的感器。

3、灵敏度的选择

灵敏度指输出量的增量与相应的输入量增量之比。我们得正确认识该参数,它分为两方面:1、在线性范围内,灵敏度高,输出信号值比较大,这是优点。2、灵敏度高,与测量无关的外界噪声也容易混入,在处理过程中,影响精度。

4、线性范围

线形范围是指输出与输入成正比的范围,所以我们都希望线性范围越宽越好,线性范围越宽,量程就大,精度就高。但是任何传感器的线性范围都是相对的。我们只需要把测量量估算好,以便在线性范围内。

5、频率响应特性

在测量过程中,传感器的输出总有一定的延迟,跟实际值也有一定的差别。所以我们希望频率响应快一点,这样延迟时间就短一点。但由于受到结构等特性的影响,频率也难以提高。

6、稳定性

稳定性指使用时间长了以后,其性能还能维持不变的能力。影响稳定性的因素除自身原因外,主要是环境因素。因此,选用的传感器要具有较强的环境适应能力,适当的时候还得采取保护措施。

总结,光纤传感器有多个优点,包括高抗干扰性、长期稳定性、耐用性、轻巧紧凑的外形、本质安全、低成本、实时且多点报警报告、易于部署、无需维护以及宽带宽,并且光纤传感广泛运用于不同领域。本篇文章就介绍到这了,希望可以为您提供一些参考!

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