【正文】 圖 752 光纖速度傳感器 。它可用來測定氣體或液體的流速，如人體血管內血液的流速、飛機翼面或船舶側面流體的流速，以及許多難以用一般方法測速的場合均可采用這一方法。 圖 752 光纖速度傳感器 光纖傳感器與其它物理效應相結合又可在很大程度上擴展其使用范圍。 圖 750 半導體晶體測溫頭 新型光纖高溫計在國內也進行了不少研究工作。此外，還有單純作光信號傳輸，而不起敏感作用的傳光型非功能性傳感器，待測量的傳感要依靠其它元件來完成。圖 749是其原理圖。 圖 748 差式干涉原理圖 4. 連續(xù)波調頻 (FMCW)法 該方法屬于光頻域反射 (OFDR)技術。 圖 747 WLS系統(tǒng)原理圖 3. 干涉法 干涉法是利用各種形式的干涉儀或干涉裝置把被測量對干涉光路中光波的相位調制進行解調，從而得到被測量信息的方法。 圖 746 POTDR系統(tǒng)原理 2. 波長掃描 (WLS)法 波長掃描法是 Chojilzki等人于 1991年提出來的一種新方案。 光纖在外部擾動的影響下，光纖中光的偏振狀態(tài)發(fā)生變化，檢測偏振狀態(tài)的變化，就能得到外部擾動的大小和位置。把一個能量為 E0，寬度為 ΔT，光頻率為 f的矩形光脈沖耦合進光纖。 圖 744 分布式光纖傳感器原理框圖 用于構成分布式光纖傳感器的主要技術 1. 反射法 反射法是利用光纖在外部擾動作用下產生的瑞利 (Reyleigh)散射、拉曼 (Raman)散射、布里淵 (Brillouin)散射等效應進行測量的方法。 圖 743 波域分布式光纖光柵傳感系統(tǒng)示意圖 3. 分布式光纖傳感器 分布式傳感器是指能同時測量空間多個點的環(huán)境參數，甚至能測量空間連續(xù)分布的環(huán)境參數。 圖 742 OTDR示意圖 (2) 波域分布式光纖傳感原理 波域分布式光纖光柵傳感系統(tǒng)如圖 743所示。 OTDR是一種光纖參數的測量技術，也是光時域反射計的簡稱，其基本原理是利用分析光纖中后向散射光或前向散射光的方法測量因散射、吸收等原因產生的光纖傳輸損耗和各種結構缺陷引起的結構性損耗，通過顯示損耗與光纖長度的關系來檢測外界信號場分布于傳感光纖上的擾動信息。 圖 740 頻分復用示意圖 (4) 空分復用 (SDM) 空分復用是將各傳感器的接收光纖的終端按空間位置編碼，通過掃描機構控制選通光開關選址，其示意圖如圖 741所示。 圖 739 波分復用示意圖 (3)頻分復用 (FDM) 頻分復用是將多個光源調制在不同的頻率上，經過各分立的傳感器匯集在一根或多根光纖總線上，每個傳感器的信息即包含在總線信號中的對應頻率分量上。 圖 738 時分復用示意圖 (2) 波分復用 (WDM) 波分復用通過光纖總線上各傳感器的調制信號的特征波長來尋址。 (1) 時分復用 (TDM) 時分復用靠耦合于同一根光纖上的傳感器之間的光程差，即光纖對光波的延遲效應來尋址。根據尋址方式的不同，可以分為時分復用 (TDM)、波分復用 (WDM)、頻分復用 (FDM)、偏分復用 (PDM)、空分復用 (SDM)等幾類，其中時分復用、波分復用和空分復用技術較成熟，復用的點數較多。非本征型分布又稱準分布式，實際上是多個分布式光纖傳感器的復用技術。所以有 si n 2 2B ????1212()()EERIV L E E? ???（ 730） （ 731） （ 732） 圖 737 光纖電流傳感器 分布式光纖傳感原理 所謂分布調制，就是外界信號場 (被測場 )以一定的空間分布方式對光纖中的光波進行調制，在一定的測量域中形成調制信號譜帶，通過檢測 (解調 )調制信號譜帶即可測量出外界信號場的大小及空間分布。 光纖電流傳感器的裝置原理如圖 737。光纖偏振態(tài)對電流敏感的基本原理是利用融熔石英光纖材料的法拉弟旋光效應。 圖 736 單光纖偏振干涉儀 當有溫度等外界物理量變化作用于光纖時，引起雙折射率差變化造成新的附加相位差 ??01 ( ) ( )[]sKd n d n d L n TL n LL d T L n d T d T T T?? ? ?? ? ? ??式中， K0為與系統(tǒng)有關的常數； 為由溫度 T的變化所產生的折射率 n的變化； Ts為光纖初始溫度； T為待測溫度場的溫度。為克服這一缺點發(fā)展了單光纖偏振干涉儀，采用單根具有高雙折射的單模光纖，利用傳遞中兩正交偏振光在外界因素影響下相位變化不同的特點，通過這兩束光的干涉完成對待測量的傳感。圖 735所示為帶相移的光纖陀螺原理圖。用單模光纖繞成圓環(huán)形光纖線圈。 2 / 4 /Ln? ? ? ? ?? ? ?圖 734 法布里－白洛光纖干涉儀原理 3. 塞內光纖干涉儀 它是利用沿著同一光纖反向傳輸的兩束光，在外界因素的作用下，產生不同的相位移，通過干涉技術把由于外界因素的變化而引起的這種相位變化檢測出來。使多束光干涉條紋產生變比，接收并記錄這些信息就反映了外界物理量的變化。對應的相位差為 。這些變化造成兩光束相位差為 2 ()n L n L???? ? ? ? ?單位長度、單位溫度變化所產生的相位差為 2 ()n n LT L T T L???? ? ???? ? ?（ 724） （ 725） （ 726） 2. 法布里－白洛光纖干涉儀 它是利用法布里一白洛干涉型的原理，即多束光干涉原理和光纖導光功能所構成。 圖 733 馬赫－曾特爾光纖干涉儀 (1)作為壓強傳感器 光纖干涉儀的探測臂在外界壓強作用下，產生應力使光纖的折射率和長度發(fā)生改變，造成光程變化，從而使所傳光束的相位發(fā)生變化。 1. 馬赫－曾特爾光纖干涉儀 它利用馬赫－曾特爾型干涉原理制成，即利用分振幅法，產生獨立的雙光束，并實現干涉的儀器。 (3)對光的質量要求高。 (2)應用靈活。利用光束間相位差形成干涉的技術是目前已知檢測技術中最靈敏的方法之一。 圖 732 光纖位移傳感器 相位干涉型光纖傳感器 相位干涉型光纖傳感器是利用外界因素變化引起光纖中傳導光的相位變化，通過測定相位差，獲得待測物理量的信息。 3. 光纖位移傳感器 利用改變光纖的微彎狀態(tài)，可實現對光強的調制。當 i0增大時，可使光纖傳輸漫射光的透射比增大；反之，因溫度變化使 i0減小時，光纖對傳輸的漫射光由皮料輸出較多，而減少了光纖的透射比。光纖輻射計利用，射線 x或 y射線照射下產生著色中心，改變光纖對光的吸收特性而制成的儀器，其工作原理如圖 731所示。 按傳感器的變化特性分類，目前常用的有光強型光纖傳感器、相位型光纖傳感器和偏振態(tài)型光纖傳感器等。 光纖傳感器的優(yōu)點： 光纖傳感器的分類： 按照在檢測中所起的作用分類，光纖傳感器可分為功能性傳感器，即光纖本身既是傳輸介質又是傳感器；以及非功能性傳感器，即光纖只是信息傳輸介質，而傳感器要采用其它元件。 (7)由于光纖傳感器體積小，因此對測量場的分布特性影響較小。 (5)光纖傳感器通常既是信息探測器件，又是信息傳遞器件。km之多。 (3)光纖傳感器的傳輸頻帶寬，帶寬與距離之積可達30MHz (2)光纖傳感器的幾何形狀適應性強。這種裝置依據的是膜片