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2021

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高温光纤传感器的注意事项

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耐高温光纤传感器应注意的问题:

耐高温光纤传感器的基本结构包括:光源、传输光纤和光检测部分,已广泛应用于各个领域。下面,我们来谈谈耐高温光纤传感器的应用注意事项。

1. 光纤。

常见的光纤有阶梯型、梯度型多模光纤和单模光纤。选择光纤时应考虑以下因素:

(1)光纤数值孔径 NA。在提高光源与光纤的耦合效率时,需要使用较大的 NA,但 NA 越大,光纤的模态色散越大,信息传输能力越小。不过,对于大多数光纤传感器来说,不存在信息容量的问题。光纤的一般要求:0.2≤NA "0.4 "最大孔径。

(2)光纤传输损耗。传感损耗是光纤最重要的光学特性。它在很大程度上决定了长距离光纤通信中继站的跨度。大多数光纤传感系统的传感距离都很短,长距离小于 4M,短距离只有几毫米。特别是作为敏感元件的特种光纤,对传输损耗的要求很低。一般可选用损耗低于 10dB/km 的光纤。

(3) 色散现象。色散是影响光纤传输信息能力的一个重要参数。如前所述,这一要求可以放宽。

(4) 光纤强度。对于光纤传感器来说,无一例外都需要更强的强度。

2. 光源。

由于光源种类繁多,因此对光源的基本要求是相同的。必须使具有适当特性和足够功率的光到达检测器,以确保检测系统具有足够大的信噪比。其原则是:选择辐射足够强的光源,要求光源在敏感元件工作波长处具有最大辐射功率;光源必须与光纤匹配,以获得较好的耦合率;光源具有良好的稳定性,能在室温下长期工作。

  (1) 热白炽灯。白光光源辐射类似于黑体辐射。其优点是价格便宜、容易获得、使用方便,但用于传感器时,由于辐射密度低,只适用于光纤束和厚芯阶梯光纤。缺点是稳定性差、寿命短。

(2) 气体激光装置。光源一致性高,易于实现单模工作,线性度很窄;辐射密度较高,耦合效率高;噪声较低。

(3)固体激光器。目前主要采用固体铷离子激光器,其优点是体积小、坚固、效率高、辐射密度大。其缺点是相干性和频率稳定性较气体激光器差。

(4) 半导体激光器。作为光纤传感器的重要光源,LED 具有体积小、强度高、寿命长、可靠性高、辐射密度适中、供电简单等优点。