1
2
单光纤液位传感器结构
1 光纤；2 耦合器
3.4光纤压力传感器 Y形光纤束的膜片反射型光纤压力传感器如图。在Y形光 纤束前端放置一感压膜片，当膜片受压变形时，使光纤束 与膜片间的距离发生变化，从而使输出光强受到调制。
3.5、光纤加速度传感器
悬臂光纤 输入光
质量块
阻尼油
输出光纤
支架
传感器主要由入射光纤、接收光纤、发光驱动电路、光 电转换电路、比值运算电路等组成。其中入射光纤不但提供入射 光,而且它本身又相当于悬臂梁和敏感质量块,当加速度作用于传 感器的壳体时,入射光纤必然受到一个与加速度成比例的惯性力 的作用,使入射光纤产生挠曲变形,两个接收光纤所接收的光强也 随之发生变化,经过加、减及比值运算,从而产生一个与所受加速 度成比例的输出信号。
2、光纤传感器组成与类型
光纤传感器一般是由光源、接口、光导纤维、光调制机构、光电探测 器和信号处理系统等部分组成。来自光源的光线，通过接口进入光纤，然 后将检测的参数调制成幅度、相位、色彩或偏振信息，最后利用微处理器 进行信息处理。概括光纤传感器一般由三部分组成，除光纤之外，还必须 有光源和光探测器两个重要部件，见图1所示。
3.2具有双金属片的光纤温度传感器
双金属片：由两种不同热膨胀系数的金属片粘合在一起组成。
x
l
x=
Kl D T h
2
△T:温度变化 l：双金属片长度 K：常数
其他的温度测量传感器
பைடு நூலகம்
光纤束
光纤束
双金属片 率光 透 射
遮光板
0
温度
50
1
光纤温度开关
2
3
水银柱式光纤温度开关 1 自聚焦透镜；2 光纤；3 水银
3.3光纤液位传感器
基于全内反射原理，可以设计成光纤 液位传感器。光纤液位传感器由以下三部分组 成： （1）接触液体后光反射量的检测器件即光 敏感元件; （2）传输光信号的双芯光纤; （3）发光、受光和信号处理的接收装置。 这种传感器的敏感元件和传输信号的
光纤均由玻璃纤维构成，故有绝缘性能好和抗
电磁噪声等优点。
由于光纤传感器及技术具有较其它传感器无法比拟的特点，所以近 几年来，光纤传感器与测量技术发展成为仪器仪表领域新的发展方向， 而新型光纤传感器不外乎有以下特点：
光纤传感器具有优良的传光性能，传光损耗很小，目前损耗能达到 ≤0.2dB/km的水平。 光纤传感器频带宽，可进行超高速测量，灵敏度和线性度好。 光纤传感器体积很小，重量轻，能在恶劣环境下进行非接触式、非 破坏性以及远距离测量。 还具有灵敏度高、可靠性好、原材料硅资源韦富、抗电磁干扰，抗 腐蚀、耐高压、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等特点。 同时，它还便于与计算机相连，实现智能化和远距离监控。对传统的传 感器起到扩展提高的作用，不少情况下能够完成前者很难完成甚至不能 完成的仟务。
一维光纤加速度传感器
光纤加速度传感器结构简图
正是由于光纤传 感器具有许多独特优势， 可以解决许多传统传感器 无法解决的问题，故自从 它问世以来，就被广泛应 用于医疗、交通、电力、 机械、石油化工、民用建 筑以及航空航天等各个领 域。值此，将讨论光纤传 感器在石油化工领域应用， 即油库油罐液位、温度信 号实时监测系统中的设计 方案。正因该监测系统应 用了光纤液位传感器、光 纤温度传感器及光纤液位 报警器。
光纤传感器一般分为两大类：一类是传光型，也称非功能型光纤 传感器;另一类是传感型，或称为功能型光纤传感器。前者多数使用多模光 纤，以传输更多的光量;而传感型光纤传感器，是利用被测对象调制或改变 光纤的特性，所以只能用单模光纤。
3、测量用的光纤传感技术 3.1光纤温度传感器-传光型光纤温度传感器 位图2(a)为半导体吸 光型(传光型)光纤温度传感器 示意图。将一根切断的光导纤 维装在细钢管内，光纤两端面 间夹有一块半导体感温薄片(如 GaAs或InP)，这种半导体感温 薄片透射光强随被测温度而变 化。 因此，当光纤一端输 入一恒定光强的光时，由于半 导体感温薄片透射能力随温度 变化，光纤另一端接收元件所 接受的光强也随被测温度而改 变。于是通过测量光探测器输 出的电量，便能遥测到感温探 头2(b)处的温度。
1.前言 光纤传感器
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光
纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光
的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变 化，成为被调制的信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，
获得被测参数。
光纤传感器与测量技术是仪器仪表领域新的发展方向