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光纤智能材料与结构第二章 光纤传感器 光纤传感器 光纤传感器是以光纤为媒介，用来检测光在光纤中传播时，因光纤的全部或部分环节所在环境(物理量、化学量或生物量等)的变化带来光传输特性改变的装置。 光纤传感器 光纤传感器分类 从测量类型来分，光纤传感器一般可分为两大类： 一类是功能型传感器(Function Fiber Optic Sensor)，又称FF型光纤传感器，利用光纤本身的特性， 把光纤作为敏感元件，所以又称传感型光纤传感器； 另一类是非功能传感器(Non-Function Fiber Optic Sensor)，又称NF型光纤传感器，是利用其他敏感 元件感受被测量的变化，光纤仅作为光的传输介质，用 以传输来自远处或难以接近场所的光信号，因此，也称 传光型光纤传感器。 光纤传感器 光纤传感器分类 从光纤传感器的传感机理来看，可分为光强调制型、光频率调制型、光相位调制型、偏振调制型和光波长调制型五种。 (1) 光强调制型光纤传感器 光强调制在光纤传感技术是相对简单，用得最广泛的一种方法。基本原理是利用外界信号（被测量）的扰动改变光纤中光的强度，再通过测量输出光强度的变化来实现对外界信号的测量。进行调制。 光纤传感器 光纤传感器分类 (2) 光频率调制型光纤传感器 光频率调制指，被测量对光纤中传输的光波频率进行调制，频率偏移反映被测量的变化。 (3) 光相位调制型光纤传感器 光相位调制是指，外界信号按一定的规律使光纤中的光波相位发生相应变化，通过光相位的变化来反映被测量的变化。 光纤传感器 光纤传感器分类 (4) 光偏振调制型光纤传感器 光偏振调制是指，外界信号通过一定的方式使光纤中光 波的的偏振面发生、规律性偏转或产生双折射，从而导致光 的偏振特性改变，通过检测光偏振状态来检测被测量的变化。 (5) 光波长调制型光纤传感器 外界信号通过选频、滤波等方式，改变光纤中传输的光 波长，测量波长变化即可检测到外界信号的变化。 光纤传感器 光的调制就是使光的参量（强度、相位、偏振、频率和波长等）按一定规律发生变化的过程。解调是调制的逆过程，从已调制的光信号中提取信息。 光的调制和解调可分为：强度、相位、偏振、频率和波长等方式。 光的调制过程就是将一携带信息的信号叠加到载波光波上；完成这一过程的器件叫做调制器。 光纤传感器 1 强度调制与解调 光纤传感器中光强度调制是被测对象引起载波光强度变化，从而实现对被测对象进行检测的方式。光强度变化可以直接用光电探测器进行检测。 光纤传感器 光纤传感器 光纤传感器 光纤液位传感器 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1发光强度: 是光度学的基本单位，是度量发光体的。发光强度单位最初是用蜡烛来定义的，单位为烛光。1979年第十六届国际计量大会决定采用现行的新定义，坎德拉(candela cd)。在1个标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K或1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 cd。 有关光学度量单位 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2 光通量（luminous flux） 指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。光通量的单位为“流明”(lm),光通量通常用Φ来表示.由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长的光即使辐射功率相等时，其光通量并不相等。 绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm2面积上辐射出来的光通量为1lm。 光强和光通量的关系：发光强度为1cd的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1lm。 有关光学度量单位 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 3 光照度：被照明