Page 165 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

（一）光纤传感器技术的概述
1. 光纤传感器技术的定义和原理
光纤传感器技术是一种以光纤为传感元件，通过对光的传播、干涉、散射、

反射等特性变化的测量和分析，实现对物理量、化学成分、环境参数等的测量和
监测的技术。光信号在光纤传输过程中容易被外界环境条件所影响，如压力、温度、
电磁场等外界环境因素的变化将引起光波波长、光强、相位、频率等参数的改变。
因此，如果能够对这些光波参数的改变进行精确地检测，就可以推算出使这些光

波参数发生变化的各个物理量的大小，于是便产生了光纤传感技术。光纤传感器
就是根据这些光波参数随外界条件的改变关系来检测各相应物理量的大小。光纤
传感器的构成包括光源、入射光纤、光调制器、出射光纤、光探测器及解调器。
其基本原理是：光源产生的光信号通过入射光纤进入光调制器，光信号在调制器

内受到被测参量的影响而被调制，被调制的光信号通过出射光纤进入光探测器，
再经过解调器解调推算得到被测参量的大小。
2. 光纤传感器的分类
根据测量原理和工作方式的不同，可以将光纤传感器分为以下几种类型：

光纤光栅传感器：利用光纤中的光栅结构对光信号进行测量，通过测量光栅
中波长的偏移量来获取被测参数的信息，如温度、应变、压力等。
光纤干涉传感器：利用光纤中的干涉现象进行测量，通过测量光的相位差或
干涉图案的变化来获取被测参数的信息，如位移、压力、湿度等。

光纤散射传感器：利用光纤中的散射现象进行测量，通过测量光的散射强度、
时间延迟或相位来获取被测参数的信息，如温度、压力、流速等。
光纤吸收传感器：利用光纤中的吸收现象进行测量，通过测量光的吸收强度
或波长变化来获取被测参数的信息，如气体浓度、化学物质浓度等。

这些不同类型的光纤传感器在不同的应用领域和测量需求下有着各自的优势
和适用性。根据具体的应用场景和测量要求，可以选择合适的光纤传感器来进行
测量和监测。

3. 光纤传感器的优势
光纤传感器相较于传统传感器具有以下几点优势：
高灵敏度：光纤传感器可以利用光纤的特性进行高灵敏度的测量，能够检测
微小的变化和细微的信号，适用于对灵敏度要求较高的应用场景。

150