耐高温光纤传感器应注意的问题
时间：2024-08-19 阅读：185
1.光纤。
普通光纤有阶跃型、梯度型多模光纤和单模光纤，选用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，光纤的模色散越大，信息传输容量就越小。但对于大部分的光纤传感器来说，不存在信息容量问题，光纤一般要求：0.2≤NA《0.4》的孔径。
（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着远距离光纤通信中继站的跨度，而光纤传感系统中大多数距离较短，长距离小于4M，短距离仅几毫米。尤其是作为敏感元件的特殊光纤，传输损耗的要求较低，一般损耗在10dB/km以下的光纤都可以使用。
（3）色散现象。色散是影响光纤信息传输能力的重要参数，如前所述，可以放宽这一要求。
（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。
由于光源数量众多，对光源的基本要求是一致的，必须使具有适当特性的、足够功率的光达到探测器，以确保检测系统有足够大的信噪比，所遵循的原则是：选择一个辐射足够强，要求在敏感元件的工作波长上具有辐射功率的光源；光源必须与光纤匹配，以获得较好的耦合率；光源的稳定性要好，能够在长期室温下工作。
(1)炽热白炽灯。炽白光源辐射近似为黑体辐射。它的优点是：价格便宜，获取容易，使用方便，但是它用于传感器时，由于辐射密度较小，所以只适用于光纤束和粗芯阶跃光纤。不利之处是稳定性较差，寿命短。
（2）气体激光装置。高度一致的光源，易于实现单模工作，线性很窄；较高的辐射密度，耦合效率高；较低的噪声。
（3）固体激光装置。目前主要使用的是固体中的铷离子激光器等，具有体积小，坚固，高效，高辐射密度等优点。其缺点是与气体激光器相比，相干性和频率稳定性较差。
（4）半导体激光器。LED作为光纤传感器的重要光源，具有体积小、强度高、寿命长、可靠性高、辐射密度适中、电源简单等优点。