光纤传感器及其应用

彭利标，田 野，李冰玉，王奉良

（天津理工大学 中环信息学院，天津 300380）

自光纤技术在电信行业应用取得重大突破之后，该技术又展示了在工业和环境检测等领域的应用前景。自20世纪70年代末光纤传感器诞生以来，因其具有耐高温、耐腐蚀、抗电磁干扰等独特的优点而被广泛应用于各行各业。光纤传感器几乎对任何物理或化学现象都具有敏感作用，所以它可用来完成在易燃易爆、高温高压、化学腐蚀、原子辐射、狭小空间等恶劣环境中的测量任务。光纤传感器还具有质量轻、体积小、绝缘、可绕曲性好等特点，几何形状具有多方面的适应性，且具有与光纤遥测技术的内在相容性，可以制成任意形状的光纤传感器，测量对象广泛、复用性好、成本低等特点。随着信息技术的不断发展，光纤传感器取代传统的机电式传感器已是大势所趋[1]。

1 光纤传感器结构组成及工作原理

光纤传感器由光源、入射光纤、出射光纤、敏感元件、光调制器、光探测器、信号处理等部分组成，如图1所示。将来自光源的光波经入射光纤送入被测对象区域（调制区）时，使待测参数与进入调制区的光相互作用，导致光波的特征参量（强度、波长、频率、相位、偏振态、干涉效应等）会由于被测参量（温度、压力、应变、电磁场等）对光纤的作用而发生变化，使光波成为被调制的信号光，经输出光纤送入光探测器，通过解调而获得被测参数，经信号处理电路显示检测结果[2]。

图1 光纤传感器的基……