光纖最早是應(yīng)用于光的傳輸，適合長距離傳遞信息，是現(xiàn)代信息社會光纖通信的基石。光波在光纖中傳播的特征參量會因外界因素的作用而間接或直接地發(fā)生變化，由此光纖傳感器就能分析探測這些物理量、化學量和生物量的變化。

光纖傳感器

光纖傳感器由光源、入射光纖、出射光纖、光調(diào)制器、光探測器以及解調(diào)制器組成。其基本原理是將光源的光經(jīng)入射光纖送人調(diào)制區(qū)，光在調(diào)制區(qū)內(nèi)與外界被測參數(shù)相互作用，使光的光學性質(zhì)(如強度、波長、頻率、相位、偏正態(tài)等)發(fā)生變化而成為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)出射光纖送入光探測器、解調(diào)器而獲得被測參數(shù)。

光纖傳感器的分類

光纖傳感器按結(jié)構(gòu)類型可分兩大類：一類是功能型(傳感型)傳感器;另一類是非功能性(傳光型)傳感器。

功能型傳感器

利用對外界信息具有敏感能力和檢測能力的光纖(或特殊光纖)作為傳感元件，對光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M行調(diào)制，使傳輸?shù)墓獾膹姸?、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化，再通過被調(diào)制過的信號進行解調(diào)，從而得出被測信號。

光纖在其中不僅是導(dǎo)光媒質(zhì)，而且也是敏感元件，多采用多模光纖。

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高。缺點：須用特殊光纖，成本高。典型例子：光纖陀螺、光纖水聽器等。

非功能型傳感器

是利用其它敏感元件感受被測量的變化，光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)，常采用單模光纖。光纖在其中僅起導(dǎo)光作用，光照在光纖型敏感元件上被測量調(diào)制。

優(yōu)點：無需特殊光纖及其他特殊技術(shù)，比較容易實現(xiàn)，成本低。缺點：靈敏度較低。實用化的大都是非功能型的光纖傳感器。

光纖傳感器的特點和優(yōu)勢

一、靈敏度較高;

二、幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器;

三、可以制造傳感各種不同物理信息(聲、磁、溫度、旋轉(zhuǎn)等)的器件;

四、可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境;

五、而且具有與光纖遙測技術(shù)的內(nèi)在相容性。

光纖傳感器的優(yōu)點是與傳統(tǒng)的各類傳感器相比，光纖傳感器用光作為敏感信息的載體，用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)，具有光纖及光學測量的特點，有一系列獨特的優(yōu)點。電絕緣性能好，抗電磁干擾能力強，非侵入性，高靈敏度，容易實現(xiàn)對被測信號的遠距離監(jiān)控，耐腐蝕，防爆，光路有可撓曲性，便于與計算機聯(lián)接。

傳感器朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強、小巧和智能化的方向發(fā)展，它能夠在人達不到的地方(如高溫區(qū)或者對人有害的地區(qū)，如核輻射區(qū))，起到人的耳目作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

分布式光纖傳感器

分布式光纖傳感技術(shù)是在70年代末提出的，它是隨著現(xiàn)在光纖工程中仍應(yīng)用十分廣泛的光時域反射(OTDR)技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來的。在這十幾年里，產(chǎn)生了一系列分布式光纖傳感機理和測量系統(tǒng)，并在多個領(lǐng)域得以逐步應(yīng)用。目前，這項技術(shù)已成為光纖傳感技術(shù)中最具前途的技術(shù)之一。

分布式光纖傳感器是采用獨特的分布式光纖探測技術(shù)，對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化信息進行測量或監(jiān)控的傳感器。利用光波在光纖中傳輸?shù)奶匦?，可沿光纖長度方向連續(xù)的傳感被測量(如溫度、壓力、應(yīng)力和應(yīng)變等)，光纖既是傳感介質(zhì)，又是被測量的傳輸介質(zhì)。它將傳感光纖沿場排布，可以同時獲得被測場的空間分布和隨時間的變化信息，

光纖傳感器的應(yīng)用

F&C嘉準光纖傳感器

絕緣于污穢、磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流，光纖傳感器可用于位移、震動、轉(zhuǎn)動、壓力、彎曲、應(yīng)變、速度、加速度、電流、磁場、電壓、濕度、溫度、聲場、流量、濃度、PH值和應(yīng)變等物理量的測量。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國民經(jīng)濟和國防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面的應(yīng)用：

城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種復(fù)合材料中，用于測試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動荷載應(yīng)力，從而評估橋梁短期施工階段和長期營運狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。

在電力系統(tǒng)，需要測定溫度、電流等參數(shù)，如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測等，由于電類傳感器易受電磁場的干擾，無法在這類場合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度場分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普遍光纖傳感器的優(yōu)點，還具有對光纖沿線各點的溫度的分布傳感能力，利用這種特點我們可以連續(xù)實時測量光纖沿線幾公里內(nèi)各點溫度，定位精度可達米的量級，測量精度可達1度的水平，非常適用大范圍交點測溫的應(yīng)用場合。

此外，光纖傳感器還可以應(yīng)用于鐵路監(jiān)控、火箭推進系統(tǒng)以及油井檢測等方面。

光纖同時具備寬帶、大容量、遠距離傳輸和可實現(xiàn)多參數(shù)、分布式、低能耗傳感的顯著優(yōu)點。光纖傳感可以不斷汲取光纖通信的新技術(shù)、新器件，各種光纖傳感器有望在物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。