基恩士(shi)光(guang)纖傳感器是什么，有哪些分類和用(yong)途(tu)？

　　所(suo)謂光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)本身(shen)(shen)的(de)(de)基恩士光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)感(gan)器，就(jiu)是光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)本身(shen)(shen)直(zhi)接(jie)接(jie)受外(wai)界的(de)(de)測(ce)(ce)量。外(wai)部(bu)測(ce)(ce)量的(de)(de)物(wu)理量會(hui)導致測(ce)(ce)量臂的(de)(de)長(chang)度(du)(du)、折(zhe)射率和(he)直(zhi)徑(jing)發(fa)生變化(hua)，從(cong)而(er)使光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)在振幅、相(xiang)位(wei)、頻(pin)率和(he)偏振方面(mian)發(fa)生變化(hua)。測(ce)(ce)量臂傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)與參(can)考臂的(de)(de)參(can)考光(guang)(guang)(guang)(guang)相(xiang)互(hu)干(gan)擾(rao)（比(bi)較），使輸(shu)出光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)相(xiang)位(wei)（或振幅）發(fa)生變化(hua)。根據這一(yi)變化(hua)，可(ke)以(yi)檢測(ce)(ce)到測(ce)(ce)量的(de)(de)變化(hua)。光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)中(zhong)(zhong)傳(chuan)(chuan)輸(shu)的(de)(de)相(xiang)位(wei)受外(wai)界影響(xiang)的(de)(de)靈(ling)敏度(du)(du)很高。干(gan)擾(rao)技術可(ke)以(yi)檢測(ce)(ce)到10負4次方弧度(du)(du)微小(xiao)相(xiang)位(wei)變化(hua)對應的(de)(de)物(wu)理量。利(li)用光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)的(de)(de)繞組和(he)低損(sun)耗，長(chang)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)可(ke)以(yi)盤成直(zhi)徑(jing)很小(xiao)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)圈，從(cong)而(er)增加(jia)利(li)用長(chang)度(du)(du)，獲得更(geng)高的(de)(de)靈(ling)敏度(du)(du)。

　　基恩士光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)傳感(gan)器(qi)是(shi)一種(zhong)利用光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)本(ben)身(shen)的(de)傳感(gan)器(qi)。當(dang)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)受到一點小的(de)外力(li)時，它會產生輕微的(de)彎曲(qu)(qu)，其傳光(guang)(guang)(guang)(guang)能力(li)會發生很大的(de)變化。聲音是(shi)一種(zhong)機(ji)械波，它對(dui)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)的(de)作用是(shi)使光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)受力(li)和彎曲(qu)(qu)，通過彎曲(qu)(qu)可(ke)以得(de)到聲音的(de)強(qiang)度(du)。光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)陀(tuo)螺也是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)本(ben)身(shen)的(de)一種(zhong)傳感(gan)器(qi)。與激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)陀(tuo)螺相(xiang)比，光(guang)(guang)(guang)(guang)纖(xian)(xian)陀(tuo)螺具有靈敏度(du)高(gao)、體積小、成(cheng)本(ben)低等優點，可(ke)用于飛(fei)機(ji)、船舶等高(gao)性能慣性導航系統。

　　另一種主要類(lei)型(xing)的光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)是使用光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。其結構大致如下：傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)位(wei)于光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)端部，光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)只(zhi)是光(guang)(guang)的傳(chuan)(chuan)(chuan)輸線(xian)，將測量的物理量轉換為光(guang)(guang)的振幅、相位(wei)或振幅的變化(hua)。在這個(ge)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)系(xi)統中(zhong)，傳(chuan)(chuan)(chuan)統的傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)與光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)相結合。光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)的引(yin)入為探針遙測提(ti)供了可能(neng)性。這種光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)應用廣泛，使用方便，但(dan)精度略低于第(di)一種傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。

　　基(ji)恩士(shi)光(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)正朝(chao)著(zhu)敏(min)感(gan)(gan)、準確、適應性(xing)強、體積小、智能(neng)(neng)(neng)化(hua)的(de)(de)方向(xiang)發展。在(zai)這個過程中(zhong)，傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)家(jia)族的(de)(de)新成員(yuan)光(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)備受青睞。光(guang)纖(xian)具有(you)許多(duo)優異的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，如：抗(kang)電(dian)磁干擾(rao)和原子輻射(she)性(xing)能(neng)(neng)(neng)、機械性(xing)能(neng)(neng)(neng)細、質軟、重(zhong)量輕、絕緣、無感(gan)(gan)應電(dian)氣性(xing)能(neng)(neng)(neng)、耐水、耐高溫、耐腐蝕化(hua)學性(xing)能(neng)(neng)(neng)等，可在(zai)人(ren)無法到達的(de)(de)地方（如高溫區(qu)）或對人(ren)有(you)害的(de)(de)地區(qu)（如核輻射(she)區(qu)）發揮耳目(mu)的(de)(de)作用，也可以超越人(ren)的(de)(de)感(gan)(gan)官界(jie)限，接收人(ren)的(de)(de)感(gan)(gan)官無法感(gan)(gan)受到的(de)(de)外部信(xin)息。光(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)是(shi)近年來出現的(de)(de)一項新技(ji)術(shu)，可用于測(ce)量聲(sheng)場(chang)、電(dian)場(chang)、壓(ya)力、溫度(du)、角速度(du)、加速度(du)等各種物理(li)量，也可以完(wan)成現有(you)測(ce)量技(ji)術(shu)難(nan)以完(wan)成的(de)(de)測(ce)量任務(wu)。在(zai)狹(xia)小的(de)(de)空間中(zhong)，光(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)在(zai)強電(dian)磁干擾(rao)和高電(dian)壓(ya)環境中(zhong)表(biao)現出的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力。目(mu)前，光(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)有(you)70多(duo)種，大致分(fen)為(wei)光(guang)纖(xian)自身傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)和光(guang)纖(xian)傳(chuan)(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器(qi)。

　　基恩士(shi)光纖(xian)傳感(gan)器家族的后期之(zhi)秀，因其(qi)優異的光纖(xian)性(xing)能(neng)而得到廣泛應用，是生產實(shi)踐中值得注意(yi)的傳感(gan)器。

　　光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器非常(chang)適合不敏感(gan)的條(tiao)件，包(bao)括噪音、高振動、極熱、潮濕和不穩(wen)定(ding)的環(huan)境。這些傳(chuan)感(gan)器可(ke)以輕松安裝(zhuang)在小區域(yu)中，并且(qie)可(ke)以正確定(ding)位在需要柔性光(guang)纖(xian)的任何地方。波長偏移(yi)可(ke)以使(shi)(shi)用光(guang)學頻域(yu)反射儀來(lai)(lai)計(ji)算(suan)。可(ke)以使(shi)(shi)用諸如光(guang)學時域(yu)反射計(ji)之類的設(she)備來(lai)(lai)確定(ding)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)器的時間延遲。

　　基恩士(shi)光(guang)(guang)纖傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)的一(yi)般框(kuang)圖如上所示。該框(kuang)圖由(you)光(guang)(guang)源（發光(guang)(guang)二(er)極(ji)管、激光(guang)(guang)和激光(guang)(guang)二(er)極(ji)管）、光(guang)(guang)纖、傳(chuan)感(gan)(gan)元(yuan)件、光(guang)(guang)檢測器(qi)和末端(duan)處理(li)設備（光(guang)(guang)譜分析儀、示波器(qi)）組(zu)成。這些傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)根據(ju)工作原理(li)、傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)位置(zhi)和應用分為三類(lei)。

　　根(gen)據工(gong)作原理，光纖傳感器分為(wei)三種：1.基于(yu)強度2.基于(yu)相位3.基于(yu)極化

　　1.基于(yu)強度的光纖傳感器(qi)

　　基于強度(du)的光纖傳感(gan)器需要更多的光，這(zhe)些傳感(gan)器使用多模大芯光纖。下圖給出了關于光強度(du)如何作為(wei)傳感(gan)參數工作以及這(zhe)種布(bu)置如何使光纖作為(wei)傳感(gan)器工作的概念。振動(dong)傳感(gan)器。當有振動(dong)時，從一端插入到另一端的光就會發生變化，這(zhe)將產生測量振動(dong)幅(fu)度(du)的智能。

　　基恩士(shi)光(guang)纖(xian)傳(chuan)感(gan)(gan)器光(guang)纖(xian)和振動傳(chuan)感(gan)(gan)器取決于后面部分的(de)(de)光(guang)強。由(you)(you)于系統中不會發生在環境中的(de)(de)可變(bian)(bian)損(sun)耗(hao)，這些傳(chuan)感(gan)(gan)器具有許多限制。這些可變(bian)(bian)損(sun)耗(hao)包括由(you)(you)于拼接引起的(de)(de)損(sun)耗(hao)、微(wei)觀和宏(hong)觀彎曲損(sun)耗(hao)、由(you)(you)于接頭處的(de)(de)連接引起的(de)(de)損(sun)耗(hao)等。示例包括基于強度的(de)(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器或微(wei)彎曲傳(chuan)感(gan)(gan)器和倏逝波傳(chuan)感(gan)(gan)器。

　　基恩士(shi)光纖(xian)傳感(gan)器器的(de)優點(dian)包括(kuo)成本低、能夠作為真(zhen)正的(de)分布式傳感(gan)器執(zhi)行、實(shi)現非常簡單、可以多路復用等(deng)。缺點(dian)包括(kuo)光強度和相(xiang)對測量值的(de)變(bian)化(hua)等(deng)。

　　2.基于偏振的光纖傳感器

　　基(ji)于偏(pian)振的(de)光纖對于某一類傳(chuan)感器很重要。該屬性(xing)可以通(tong)(tong)過各(ge)種外部變量簡單地(di)修改(gai)，因(yin)此，這些類型的(de)傳(chuan)感器可以用于測(ce)(ce)量一系列參數。已開發出具有(you)精(jing)確偏(pian)振特性(xing)的(de)特殊光纖和其他組件。通(tong)(tong)常，它們用于各(ge)種測(ce)(ce)量、通(tong)(tong)信(xin)和信(xin)號處理應用。

　　基(ji)于偏振(zhen)(zhen)(zhen)的光(guang)纖(xian)(xian)傳(chuan)(chuan)感器的光(guang)學(xue)設置如(ru)上所示(shi)。它是通過偏振(zhen)(zhen)(zhen)器對來自(zi)光(guang)源的光(guang)進行偏振(zhen)(zhen)(zhen)而(er)形成的。偏振(zhen)(zhen)(zhen)光(guang)在與一段雙折射偏振(zhen)(zhen)(zhen)保護(hu)光(guang)纖(xian)(xian)的選定軸成45°處開始。這部(bu)分光(guang)纖(xian)(xian)用作傳(chuan)(chuan)感光(guang)纖(xian)(xian)。然后(hou)，在任何外(wai)部(bu)干(gan)(gan)(gan)擾（例如(ru)應力或應變）下，兩(liang)個極(ji)化狀態之(zhi)間的相位差會發生變化。然后(hou)，根據外(wai)部(bu)干(gan)(gan)(gan)擾，改變輸出極(ji)化。因此，通過考慮(lv)光(guang)纖(xian)(xian)下端的輸出極(ji)化狀態，可以檢(jian)測到外(wai)部(bu)干(gan)(gan)(gan)擾。

　　3.基恩(en)士光纖傳感(gan)(gan)器用(yong)于改變信(xin)息(xi)信(xin)號上的(de)(de)發射(she)器光，其中信(xin)號由基于相(xiang)位的(de)(de)光纖傳感(gan)(gan)器觀察(cha)。當(dang)一(yi)束(shu)光通過干涉儀時，光會分成兩(liang)束(shu)。其中一(yi)束(shu)暴露在(zai)傳感(gan)(gan)環境中，另一(yi)束(shu)與傳感(gan)(gan)環境隔離(li)，作為參(can)考。一(yi)旦兩(liang)個分離(li)的(de)(de)光束(shu)重新組合(he)，它們就會相(xiang)互阻(zu)礙。