光纤传感器解析，光线传感器的结构原理、工作原理、分类及其可测量物理量

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。

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：具有抗电磁和原子辐射干扰的性能，径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方(如高温区)，或者对人有害的地区(如核辐射区)，起到人的耳目的作用，而且还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。

光线传感器的结构原理

光纤的结构

基本采用石英玻璃，有不同掺杂，主要由三部分组成，如图1所示。

中心——纤芯;

外层——包层;

护套——尼龙料。

光纤传感器的原理

光纤的传播基于光的全反射。当光线以不同角度入射到光纤端面时，在端面发生折射后进入光纤，如图2所示。

原理分析：

(1) 光线在光纤端面入射角θ减小到某一角度θc时，光线全部反射;

(2) 只要θ<θc，光在纤芯和包层界面上经若干次全反射向前传播，最后从另一端面射出。

为保证全反射，必须满足全反射条件(即θ<θc)实现全反射的临界入射角为：

可见，光纤临界入射角的大小是由光纤本身的性质(N1、N2)决定的，与光纤的几何尺寸无关。

按光纤的作用，光纤传感器可分为功能型和传光型两种。