KEYENCE基恩士光纖傳感器基本的工作原理是解析

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器是一種利用光學(xué)原理來(lái)檢測物理量的傳感器。它采用光纖作為傳感元件，將光信號通過(guò)光纖傳輸到檢測端，通過(guò)檢測信號的變化來(lái)實(shí)現對被測物理量的測量。光纖傳感器具有體積小、抗干擾能力強、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在現代工業(yè)、軍事和醫療等領(lǐng)域得到了廣泛應用。

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器的工作原理基于光纖的傳輸特性和光學(xué)傳感技術(shù)。通常，光纖傳感器由光源、光纖、檢測器和信號處理器等組成。光源產(chǎn)生一定波長(cháng)的光信號，通過(guò)光纖傳輸到檢測端，由檢測器接收后將光信號轉換為電信號，再通過(guò)信號處理器進(jìn)行分析處理，得出被測物理量的數值。

　　在光纖傳感器中，光纖的傳輸特性對測量精度和可靠性起著(zhù)關(guān)鍵作用。光纖的傳輸特性受到光纖材料、光纖結構和光源等因素的影響。光纖材料一般采用石英玻璃或塑料，其折射率和衰減系數決定了光信號的傳輸速度和衰減程度。光纖的結構包括單模光纖和多模光纖，其內部的光線(xiàn)傳輸方式不同，對于不同的應用需求可以選擇不同類(lèi)型的光纖。光源的選擇也會(huì )對光纖傳輸特性產(chǎn)生影響，如光源波長(cháng)和功率等參數會(huì )影響光信號的傳輸距離和強度。

　　通過(guò)光導纖維把輸入變量轉換成調制的光信號的傳感器。光纖傳感器的測量原理有兩種：一種是被測參數引起光導纖維本身傳輸特性變化，即改變光導纖維環(huán)境如應 變、壓力、溫度等，從而改變光導纖維中光傳播的相位和強度，這時(shí)測量通過(guò)光導纖維的光相位或光強度變化，就可知道被測參數的變化;另一種是以激光器或發(fā)光 二極管為光源，用光導纖維作為光傳輸通道，把光信號載送入或載送出敏感元件，再與其他相應敏感元件配合而構成傳感器。前者屬于物性型傳感器，后者屬于結構 型傳感器。這兩種傳感器在自動(dòng)測量系統中都有應用。

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器是以光學(xué)量轉換為基礎，以光信號為變換和傳輸的載體，利用光導纖維輸送光信號的一種傳感器。光纖傳感器主要由光源、光導纖維(簡(jiǎn)稱(chēng)光纖)、光檢測器和附加裝置等組成。光源種類(lèi)很多，常用光源有鎢絲燈、激光器和發(fā)光二極管等。 光纖很細、較柔軟、可彎曲，是一種透明的能導光的纖維。光纖之所以能進(jìn)行光信息的傳輸，是因為利用了光學(xué)上的全反射原理，即入射角大于全反射的臨界角的光 都能在纖芯和包層的界面上發(fā)生全反射，反射光仍以同樣的角度向對面的界面入射，這樣，光將在光纖的界面之間反復地發(fā)生全反射而進(jìn)行傳輸。附加裝置主要是一 些機械部件，它隨被測參數的種類(lèi)和測量方法而變化。

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器光纖施加到隧道壁上時(shí)，當隧道壁材料中存在應力時(shí)，其將使光纖產(chǎn)生應變，這可能是由于列車(chē)沖擊的振動(dòng)或是多年來(lái)產(chǎn)生的墻壁沉降或裂縫，從相關(guān)的應變的信息確定是否需要進(jìn)行維護。

　　光纖解調儀

　　對于測量，光纖需要連接到所謂的光纖解調器; 它能夠連續發(fā)出不同波長(cháng)的光，一次一個(gè)， 這被稱(chēng)為“掃描激光"。 光傳播通過(guò)光纖， 在某點(diǎn)由布拉格光柵反射，并返回解調器。

　　由于布拉格光柵具有不同周期，因此可以區分不同傳感器的信號。其余光線(xiàn)到達光纖末端時(shí)會(huì )折射，因此不影響測量。 從光柵返回的原始光信號可以推導出實(shí)際應變，獲得材料應力。

　　那么，為什么核心和包層之間的密度差是非常重要的呢？ 激光用于通過(guò)光纖發(fā)光， 兩種不同的纖維材料密度產(chǎn)生通道光纖內部的光， 從而不散射光柵。 為了能進(jìn)行工作，重要的是光纖沒(méi)有太多彎曲。溫度補償是關(guān)鍵

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器極易受溫度影響。隨著(zhù)溫度的升高，光纖隨著(zhù)溫度的升高而膨脹。折射率也發(fā)生變化。沒(méi)有補償，這將導致獲得的應力包括溫度產(chǎn)生的應變。有以下幾種補償技術(shù)，包括：

　　應變傳感器邊上安裝KEYENCE基恩士光纖傳感器，從測量數據中減去溫度效應來(lái)進(jìn)行數學(xué)補償。

　　將兩個(gè)光纖布拉格光柵放置在推挽式結構中，使得當處于應變狀態(tài)時(shí)，一個(gè)被壓縮，另一個(gè)被拉伸。溫度效應對于兩者都是相同的（例如延長(cháng)），但是機械應力的影響是不同的：這樣就可以對溫度進(jìn)行數學(xué)補償。

　　將光纖包封在機械設備中，該材料在被測材料的相反方向上膨脹，以消除溫度效應，并且不需要數學(xué)補償。

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器廣泛應用于生物物理領(lǐng)域，可進(jìn)行多種檢測，例如光纖DNA生物傳感器，目的DNA的堿基轉變?yōu)榭蓹z測的光信號，是近年發(fā)展起來(lái)的基因快速檢測新技術(shù)，光纖生物傳感器還可用于各種毒素檢測，抗原抗體相互作用檢測等，是生物物理技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器在朝著(zhù)靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細、質(zhì)軟、重量輕的機械性能;絕緣、無(wú)感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在人達不到的地方(如高溫區)，或者對人有害的地區(如核輻射區)，起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。

　　KEYENCE基恩士光纖傳感器是新技術(shù)，可以用來(lái)測量多種物理量，比如聲場(chǎng)、電場(chǎng)、壓力、溫度、角速度、加速度等，還可以完成現有測量技術(shù)難以完成的測量任務(wù)。在狹小的空間里，在強電磁干擾和高電壓的環(huán)境里，光纖傳感器都顯示出了能力。目前光纖傳感器已經(jīng)有70多種，大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器。