根据光受被测对象调制形式进行分类,光纤传感器分为如下四类。
①强度调制型光纤传感器,这是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等参数的变化,而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。常见的有利用光纤的微弯损耗,各种物质的吸收特性,振动膜或液晶的反射光强度的变化,物质因各种粒子身线或化学.机械的激励而发光的现象,以及物质的荧光辐射或光路的让断等来构成压力、振动、温度、位移,气体等多种强度调制型光纤传感器。这类光纤传感器的优点是结构简单容易实现、成本低;其缺点是受光源强度的波动和连接器损耗变化等的影响较大。
②偏振调制光纤传感器:这是一种利用光的偏振态的变化来传递被测对象信息的传感器。常见的有利用光在磁场中的媒质内传播的法拉第效应做成的电流、磁场传感器,利用光在电场中的压电晶体内传播的泡尔效应做成的电场,电压传感器,利用物质的光弹效应构成的压力振动或声传感器,以及利用光纤的双折射性构成的温度、压力、振动等传感器。这类传感器可以避免光源强度变化的影响,因此灵敏度较高。
③频率调制光纤传感器:这是一种利用由被测对象引起的光频率的变化来进行监测的传感器。通常有利用运动物体反射光和散射光的多普勒效应的光纤速度、流速、振动、压力、加速度传感器,利用物质受强光照射时的喇曼散射构成的测量气体浓度或监测大气污染的气体传感器,以及利用光致发光的湿度传感器等。
④相位调制传感器:其基本原则是利用被测对象对敏感元件的作用,使敏感元件的折射率或传播常数发生变化,而导致光的相位变化。然后利用干涉仪来检测这种相位变化而得到被测对象的信息。通常有利用光弹效应的声、压力或振动传感器,利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器,利用电致伟缩的电场,电压传感器,以及利用Sagnac效应的旋转角速度传感器(光纤陀螺)等。这类传感器的灵敏度很高。但由于须用特殊光纤及高精度检测系统,因此成本很高。
