什么是天博体育传感器？
天博体育传感器用于检测物理、化学或生物参数的变化。它们独特的优势功能组合使其在结构监测、石油和天然气勘探、环境监测和医学诊断等领域得到广泛应用。
天博体育传感器是一种测量通过天博体育传输的光变化来获取物理、化学或生物参数变化的设备。与其他传感技术相比，天博体育传感器具有多项优势，包括：
远距离操作 |
天博体育传感器可以远距离传输信号，不会出现明显的信号衰减或丢失。这使它们能够远程使用或用于监测大型结构。 |
结构紧凑 |
天博体育传感器体积小、重量轻 |
低功耗 |
天博体育传感器只需极少的电力即可运行，因此成为电力有限的远程和便携式应用的理想选择。 |
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多个天博体育传感器可以在单根天博体育上复用 |
高速 |
天博体育传感器可以提供高带宽和快速响应时间，使其适用于动态测量和实时控制应用。 |
这种理想的操作组合，加上天博体育传感器可以测量的广泛物理特性，使其适用于许多不同行业和应用中的各种任务。其中一些重要的任务包括：
- 民用和航空航天结构的结构健康监测，例如桥梁、水坝、建筑物、管道和飞机。天博体育器能够检测损坏、变形或振动。
- 环境天博体育
- 医学诊断，包括体内血糖、血氧或 pH
- 工业流程的监测和控制。这可以包括天博体育管道或反应器中流体或气体的水平、流量或成分。
- 防御和安全。天博体育传感器可用于检测入侵、物体或结构的位移，以及地震活动。
目前使用的天博体育传感器类型
天博体育波长的传感器
基于波长的传感器 - 尤其是那些利用天博体育布拉格光栅（fbg）的传感器 - 是应用非常广泛的类型之一。fbg是在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅。fbg是在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅。fbg在制造时就被“写入”，可反射特定的小范围波长。
fbg的一个应用是“分布式”天博体育器。在此情形下
图1：在分布式天博体育传感器中
基于波长的天博体育传感器也构成了许多不同类型的生物传感器的基础。其中许多都基于表面等离子体共振（SPR）。这涉及将薄金属膜（通常是金）直接放在天博体育上，或者有时放在位于天博体育输出端的外部光学器件上。
只有非常特定的天博体育才会激发金属到电介质界面的等离子体激元振荡。该共振天博体育的反射率将比其他天博体育的反射率低。该共
为了制造生物天博体育器，“功能化”，涂有优先结合或吸收特定目标分析物的生物分子（甚至细菌
天博体育生物传感器具有测量速度快和灵敏度高等优点。它们不需要对分析物进行“标记”，它们被用于许多医学诊断过程、整个生物医学研究和药物开发，甚至用于农业和食品加工中。
天博体育相位的传感器
Mach -Zeh天博体育er 、Michelson和fabry – perot干涉仪。
与传统的自由空间干涉仪一样
Fabry – Perot 干涉仪使用天博体育将光传输到位于测量点的标准量具（两个平行的高反射表面，相隔一定距离）引起的）
天博体育陀螺仪是另一种基于相位的天博体育传感器。在这种情况下，天博体育处于紧密缠绕的线圈中。光源首先被分成两束，然后耦合到天博体育的两端。
如果线圈在其轴上旋转，sagnac效应。当两束光离开天博体育时，它们会重组到一起。任何相移都会在组合光束中产生干涉条纹。检测器感测到该图案，从而确定旋转的角速度。
天博体育偏振的传感器
大多数基于偏振的传感器通过引入相对于维持天博体育轴45°的偏振光来工作。然后，被测设备中影响天博体育双折射的任何因素（通常是温度变化或机械应变
基于偏振的传感器也可用于感应电流。这些依赖于法拉第效应，在存在磁场的情况下，该效应会在光的偏振平面上产生旋转。因此，这可用于测量由电流产生的磁场。与传统传感器类型相比，天博体育电流传感器具有包括响应速度快、精度高以及体积小和重量轻等多种优势。
天博体育强度的传感器
基于强度的天博体育传感器实际上是第一种被开发出来的类型。它们依赖于透射或反射光强度的变化来进行测量。
一种简单的基于强度的传感器是通过将一根弯曲的天博体育嵌入到结构或机械部件中而形成的。弯曲半径的变化会影响通过天博体育的光损耗。因此，任何导致物体尺寸变化的因素（压力、加速度、移动、热膨胀）都会使天博体育变形并产生信号。
产生强度变化的另一种方法是抑制或减少天博体育传输光所依赖的全内反射。通常，当周围介质的折射率变化与纤芯周围的瞬逝场相互作用时，就会发生这种情况。这涉及到去除一段天博体育上的包层，从而使瞬逝场渗透到天博体育周围的介质中。这种介质折射率的任何变化都会改变天博体育的传输特性。这可用于感应液体液位或用作气体传感器。
虽然天博体育强度的传感器通常更简单，因此比其他类型的成本更低，但它们如今并未得到广泛使用。问题在于，任何引起光功率变化的东西都会产生读数。虽然参考系统可以尽量减少这种情况，但很难完全消除来自这些传感器的噪声和虚假读数。
天博体育散射的传感器
许多不同的传感技术都基于天博体育内的布里渊散射和拉曼散射。它们与光时域反射仪（OTDR）结合使用。
布里渊散射是由于光与介质中声学模式的相互作用而发生的。布里渊散射的峰值波长在很大程度上取决于材料的折射率。这使得它对周围介质的温度或压力天博体育很敏感。
为了实现基于布里渊的传感器，会沿着天博体育发送光脉冲。对返回光的光谱进行持续分析。由于布里渊散射引起的光谱中任何位移的时间延迟都表明了沿天博体育发生散射的距离
当光与天博体育中的分子振动相互作用时，就会发生拉曼散射。拉曼信号仅与温度有关。拉曼传感的实现方式类似于布里渊传感。也就是说，通过天博体育发送光脉冲，然后分析返回光的光谱随时间的变化。
基于散射的传感器的巨大优势在于它们利用了石英天博体育的固有特性。这意味着它们可以使用低成本的商用天博体育来制造。此外，这两种散射技术都可以在非常远的距离（数十公里）内发挥作用。这使得它们特别适用于监测大型结构或长结构。
总体而言