光纖溫度傳感器的工作原理

光纖傳感器分為內(nèi)部和外部傳感器。不同之處在于光纖本身充當(dāng)本征傳感器的傳感元件，由此外部傳感器使用外部傳感器。換句話說，與外在光纖相比，光纖直接受到固有傳感器中的被測量的影響，其中光纖簡單地將光引導(dǎo)到傳感元件或從傳感元件引導(dǎo)光。固有傳感器通常用于測量應(yīng)變，溫度和壓力。另一方面，外部傳感器通常用于測量振動，旋轉(zhuǎn)，位移，速度，加速度，扭矩和溫度。

今天，有許多類型內(nèi)在和外在光纖傳感器用于測量溫度。為了進(jìn)一步說明光纖溫度傳感器如何工作，必須區(qū)分操作原理。存在三種主要類型：強(qiáng)度調(diào)制傳感器，相位調(diào)制傳感器和波長調(diào)制傳感器。強(qiáng)度調(diào)制傳感器基于使諸如溫度的物理干擾引起通過光纖的接收光的變化的原理。相位調(diào)制傳感器基于將傳感光纖中的光的相位與干涉儀中的參考光纖進(jìn)行比較的原理。波長調(diào)制傳感器基于諸如溫度或應(yīng)變的物理干擾改變光的反射波長的原理。

關(guān)于什么是光纖溫度傳感器的問題沒有簡單而精確的描述因為有多種不同的傳感器類型可以用幾種方式表征。最常用的光纖傳感器之一是基于光纖布拉格光柵（FBG）的傳感器。它是基于波長調(diào)制原理的固有傳感器。傳感器的基本原理是某些波長 – 滿足布拉格條件的波長 – 在某些位置反射，而所有其他波長都被反射。這是通過在光纖芯內(nèi)部形成光柵來實現(xiàn)的。當(dāng)光纖溫度改變時，光柵之間的間距和折射率都會改變。因此，溫度的任何變化都會引起反射波長的變化。

電信領(lǐng)域的巨大發(fā)展是光纖溫度傳感器多年前工作的主要原因，它們具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)電氣傳感器的優(yōu)點，例如：高精度，對電磁干擾不敏感，并具有非凡的機(jī)械疲勞抗性。這些特性使得光纖傳感器，特別是基于光纖布拉格光柵的傳感器廣泛用于許多行業(yè)，例如：石油和天然氣，土木結(jié)構(gòu)，運輸，航空航天和加工工業(yè)。今天，有一些成熟的公司設(shè)計和生產(chǎn)基于FBG技術(shù)的完整溫度系統(tǒng)，