耐高溫光纖傳感器需要注意的問題

  耐高溫光纖傳感器的基本結構包括:光源、傳輸光纖和光探測部分,目前已被廣泛地應用于各個領域。下面,我們談談耐高溫光纖傳感器的使用注意事項。

光纖傳感器

  1、光纖

  普通光纖有階躍型、梯度型多模光纖和單模光纖,耐高溫光纖傳感器選用光纖時應考慮以下因素:

  (1)光纖數值孔徑NA。在提高光源與光纖的耦合效率時,需要使用較大的NA,但NA越大,光纖的模色散越大,信息傳輸容量就越小。但對于大部分的光纖傳感器來說,不存在信息容量問題,光纖一般要求:0.2≤NA《0.4》的最大孔徑。

  (2)光纖傳輸損耗。傳感損耗是光纖最重要的光學特性,它在很大程度上決定著遠距離光纖通信中繼站的跨度,而光纖傳感系統中大多數距離較短,長距離小于4M,短距離僅幾毫米。尤其是作為敏感元件的特殊光纖,傳輸損耗的要求較低,一般損耗在10dB/km以下的光纖都可以使用。

  (3)色散現象。色散是影響光纖信息傳輸能力的重要參數,如前所述,可以放寬這一要求。

  (4)光纖強度。對于光纖傳感器來說,無一例外都需要更強的強度。

  2、光源

  光纖傳感器對光源的基本要求是一致的,必須使具有適當特性的、足夠功率的光達到探測器,以確保檢測系統有足夠大的信噪比,所遵循的原則是:選擇一個輻射足夠強,要求在敏感元件的工作波長上具有最大輻射功率的光源;光源必須與光纖匹配,以獲得較好的耦合率;光源的穩定性要好,能夠在長期室溫下工作。

  (1)熾熱白熾燈。熾白光源輻射近似為黑體輻射。它的優點是:價格便宜,獲取容易,使用方便,但是它用于傳感器時,由于輻射密度較小,所以只適用于光纖束和粗芯階躍光纖。不利之處是穩定性較差,壽命短。

  (2)氣體激光裝置。高度一致的光源,易于實現單模工作,線性很窄;較高的輻射密度,耦合效率高;較低的噪聲。

  (3)固體激光裝置。目前主要使用的是固體中的銣離子激光器等,具有體積小,堅固,高效,高輻射密度等優點。其缺點是與氣體激光器相比,相干性和頻率穩定性較差。

  (4)半導體激光器。LED作為光纖傳感器的重要光源,具有體積小、強度高、壽命長、可靠性高、輻射密度適中、電源簡單等優點。

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