傳感光纜特別是光纖傳感光纜，其原理主要基于光的傳輸和調(diào)制特性。以下是對傳感光纜原理的詳細解釋：

一、基本原理

傳感光纜利用光的全反射原理在光纖內(nèi)部傳輸信號。光纖是一種非常細的玻璃或塑料材料，具有較高的折射率。當光信號從一端的光纖中傳入時，由于光纖的折射率大于周圍介質(zhì)(一般是空氣或光纖的包層)，光信號會在光纖內(nèi)部發(fā)生全反射，沿著光纖傳輸?shù)搅硪欢?。這樣，光信號就能夠在光纜中進行長距離、高速的傳輸。

二、傳感機制

光纖傳感光纜的傳感機制主要依賴于光纖對外界環(huán)境的敏感性。當光纖受到應(yīng)力、溫度、電場、磁場等外界環(huán)境因素的影響時，光纖中傳輸?shù)墓獠ㄈ菀资艿竭@些外在場或量的調(diào)制，光波的表征參量如強度、相位、頻率、偏振態(tài)等會發(fā)生相應(yīng)改變。通過檢測這些參量的變化，就可以獲得外界被測參量的信息，實現(xiàn)對外界被測參量的傳感功能。

三、系統(tǒng)組成

光纖傳感系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：

光源：用以產(chǎn)生光的載波信號，常用的光源有光纖激光器和半導(dǎo)體激光器等。

傳輸光纖：作為傳輸介質(zhì)擔負信號的傳輸，可以是單模光纖或多模光纖。

傳感元件：感知外界信息的器件，相當于調(diào)制器。傳感元件可以是光纖本身(功能型光纖傳感器)，也可以是其他類型的敏感元件(非功能型或傳光型光纖傳感器)。

光電探測器：把傳送到接收端的探測光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后進行處理，獲得傳感信息。

信號處理單元：用以還原外界信息，與光電探測器一起構(gòu)成解調(diào)器。

四、應(yīng)用特點

抗電磁干擾：光纖傳感器具有抗電磁干擾、防雷擊等特點，可在強電磁干擾環(huán)境中穩(wěn)定工作。

防水防潮、耐高溫、耐腐蝕：光纖傳感器可在惡劣環(huán)境中使用，如高溫、潮濕、腐蝕等場所。

長距離傳感和遠程監(jiān)控：光纖的工作頻帶寬且光波在光纖中的傳輸損耗小，適合長距離傳感和遠程監(jiān)控。

多參量傳感：光纖傳感器可以實現(xiàn)多種參量的傳感，如溫度、應(yīng)變、振動、聲學信號等。

五、應(yīng)用領(lǐng)域

光纖傳感光纜廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如機械制造與工業(yè)自動化、能源、通訊等。在機械制造和工業(yè)自動化領(lǐng)域，傳感器線纜是連接傳感器與控制系統(tǒng)的重要橋梁;在能源領(lǐng)域，傳感器線纜用于監(jiān)測和控制各種能源設(shè)備的運行狀態(tài);在通訊領(lǐng)域，傳感器線纜則用于傳輸各種通訊信號，確保通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

綜上所述，傳感光纜的原理主要基于光的傳輸和調(diào)制特性，通過檢測光纖中光波參量的變化來實現(xiàn)對外界被測參量的傳感功能。其應(yīng)用廣泛且具有多種優(yōu)點，是現(xiàn)代傳感技術(shù)中的重要組成部分。

審核編輯 黃宇