光纤传感器实验设备的工作原理基于光的传输和反射原理。设被测物体上存在一个微小变形,那么通过光纤将反射信号传回检测端时就会产生相应反射光谱的波长和强度的变化。通常采用腔内调制光谱技术(FMCW)对光信号进行处理,将控制光源输出到光纤中,并将反射光信号反馈给探测器进行频率差值计算,从而获取被测物体的微小改变信息。它具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等优点,在医疗、环保、安全等领域得到广泛应用。基于光纤技术的传感器,其原理基于光学和电学相互转换的特性,可用于测量光、温度、压力、应变等各种物理量。
光纤传感器实验设备可广泛应用于各种领域,例如:
温度测量:利用光纤的热敏特性,可将温度变化转换为光学信号并传输,实现高精度温度测量。
应变测量:利用光纤的拉伸特性,可将机械系的应变量转换成光学信号,实现高灵敏度的应变测量。
压力测量:利用光纤的挠曲变形特性,可将压力变化转换为光学信号,并通过接收系统读取压力大小。
水下探测:利用光纤的折射率变化特性,可实现水下声场波的检测和跟踪。
光纤传感器实验设备由以下几部分组成:发光器、光纤、探测器、光谱仪、分光器等。
发光器:将电信号转换为光信号,一般采用激光或LED作为光源,经过适当处理后输出光信号。
光纤:将发光器产生的光信号传输到被测点,并将测量点反射回的光信号传回接收器。
探测器:接收从光纤返回的光信号,将其转换为电信号。
光谱仪:用于对光的频谱分析和测量,可实现高精度的光谱分析。
分光器:用于将信号分为两路,供不同的检测端使用。
