光纤传感器核心:法布里-珀罗的原理介绍

2019-06-13 13:44:47 来源:互联网
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FISO技术公司的专利白光交叉相关器提供了一个独特而强大的方法,使绝对法布里-珀罗腔长度测量具有惊人的精度和线性,提供持久的一致性。这种传感背后的原理技术其实很简单,虽然有一些技术细节为了制造这样的装置,必须考虑。
 
首先是光源,即明亮的非相干光源注入并引导到多模光纤中,然后注入到耦合器的输入,作为一个50/50功率分配器。一个输出是否通过位于信号调节器前面板。然后,光穿过导线光纤,直到它到达传感器的顶端。
 
 
传感器的核心是法布里-珀罗干涉仪技术,这在光学科学界是众所周知的,一个多世纪以来,已被应用于许多研究领域比如物理学和天体物理学。它由两条平行的线组成,完全平坦的半反射镜,由一个给定的间隙隔开。光通过第一面镜子时,会前后反射两个平行镜之间的大量时间。然而,每次反射时,入射光束的一小部分会逃逸干涉仪产生大量平行光束与他们进入干涉仪的角度相同。在自由空间中,通过a会聚透镜产生了多重的建设性干涉产生非常明亮和尖锐干涉条纹的光束。它们的间距将取决于光程(即与平行平面与折射率之间的距离在这些平面之间)和自然波长上。因此如果要由传感器测量的物理参数改变法布里-珀罗干涉仪的光程差(OPD)逃离干涉仪的光将根据这个编码变异。使用白光干涉测量法的F-P绝对测量信号调节器的示意图如下:
 
 
在光纤版本中,法布里珀罗干涉仪发出的光不是直接聚焦在一个平面上的,上面提到的干涉,但是光束是相当的重新注入到原来的光纤中然后它们返回,进入光学信号调节器连接器的水平。然后,光又被耦合器分开两种纤维。然而,指向光源的光却丢失了,另一种光纤将光导向一个光学盒,在那里光被照亮是散布在一个重建干扰的菲索楔上,使用电荷耦合装置进行物理记录的图形(CCD)。由于使用的是白光,所以所有波长都是除零点外,均存在破坏性干扰所有波长都是建设性的。多亏了楔块产生线性变化的厚度,交叉相关的干涉模式有一个最大的强度在确切的位置光程差等于在传感器和少量低强度峰值对称布置中心峰(由干涉仪互相关给出)功能)。从而找到与物理相关的传感器OPD要测量的参数仅包括找到位置在CCD干涉图中最大峰值。这个健壮的干涉法允许精确和精确的法布里-珀罗腔长测量精度在亚纳米级以上几十年的微米跨度,因此给了一个非常有趣的动态范围为精确和具体的测量数据。
 
目前国内的光纤传感器技术及产品相比国外的光纤传感器还是相差了很多,所以国内著名传感器线上商城工采网从国外FISO公司进口了以下两款高精尖的光纤传感器:
 
 
光纤温度传感器 - FOT-L-SD和光纤温度传感器 -  FOT-L-BA 是一类非常适合在极端环境下测量温度的光纤温度传感器,这种极端环境包括低温、核环境、微波和高强度的RF等。FOT-L集所有您期望从理想传感器器身获取的优良特性于一体。因此,即使在极端温度和不利的环境下,这类传感器依然能够提供高精度和可靠的温度测量。
 
两种 FOT-L 温度传感器的主要特征都是完全不受EMI和RFI影响,同时,它们的尺寸小、针对危险环境内置安全装置、耐高温、耐腐蚀并且具备较高的精度。基于光纤技术,传感器在本质上不受EMI和RFI影响. 光线传感器在电子方面不活跃,因此它不会发射也不会受任何类型的EM辐射的影响,无论这种辐射类型是微波、RF或是NMR。
 
 
光纤压力传感器 - FOP-M260,FOP-M260光纤压力传感器是专为医疗领域涉及的小体积,高精度的传感器。完全抗电磁干扰且对人体完全本质安全。广泛应用于心血管科、肠胃科、药物学等医疗领域。
 
光纤压力传感器 FOP-M260具体参数:
 
压力范围:300mmHg~300mmHg
 
分辨率:0.1mmHg
 
系统精度:±3mmHg
 
灵敏度热效应:<0.3mmHg/℃
 
耐压:4500mmHg
 
电线护套:尼龙护套,外径0.9mm
 
顶部终端:裸露无保护/带保护/用凝胶保护/客户定制
 
标准传感器长度:2m
 
连接器:SCAI,SCAI是一种 连接信号读数模块的带智能芯片通讯标定数据的SCA连接器 
 
 
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