광섬유 온도센서의 시스템 구조와 작동원리

광섬유 온도 센서에는 많은 구조적 원리가 있습니다. 기본 시스템 구조가 그림에 나와 있습니다.

광섬유 온도센서는 빛이 빛에 투과되면 빛의 온도에 따라 빛의 진폭, 위상, 주파수, 편광 상태 등이 변하는 원리를 이용하여 만든 센서의 일종이다. 섬유.

광섬유 온도 센서는 일반적으로 두 가지 범주로 나뉩니다. 하나는 광섬유가 빛을 전송하는 역할만 하는 전송 센서이고, 다른 민감한 구성 요소는 광섬유의 끝면에 설치해야 합니다. 새로운 센서를 형성하는 것, 다른 하나는 광섬유 자체의 특정 민감한 기능을 사용하여 광섬유가 온도를 측정하는 역할을 하는 것입니다. 정보도 전송합니다.

투과 센서:

기하광학 이론(위 그림 참조)에 따르면, 특정 작은 크기에서 굴절률 n1을 갖는 광학적으로 밀도가 높은 물질에서 빛이 방출될 때 입사각, 굴절률이 n2인 광학적으로 희박한 물질의 경우, 입사광의 일부는 굴절 각도에 따라 광학적으로 희박한 물질로 굴절되고, 나머지 부분은 특정 각도로 광학적으로 밀도가 높은 물질로 다시 반사됩니다. 빛의 입사각 θ1이 특정 각도 θc로 증가하면, 감광성 물질로 투과된 굴절광은 경계면을 따라 전파됩니다. 입사각 θ1>θcτ일 때 빛은 경계면을 통과하지 못하고 모두 반사됩니다. 밀도가 높은 물질 내부, 즉 빛이 완전히 반사됩니다. 이 원리(아래 그림 참조)에 따르면 광섬유 단면에 입사하는 빛과 광축 사이의 각도 θ0가 특정 값보다 작으면 광섬유 코어와 광축 사이의 경계면에 입사하는 각도 Φ1이 됩니다. 클래딩은 임계각보다 큰 조건을 충족합니다. 빛은 광섬유의 코어를 빠져나올 수 없습니다. 빛은 코어와 클래딩 사이의 경계면에서 지속적으로 전반사를 생성하고 앞으로 전파됩니다. 빛은 빛의 속도로 광섬유의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 전파될 수 있습니다. 이것이 광섬유 광 전송의 기본 원리입니다.

광섬유의 전송 원리를 통해 특정 조건에서 광섬유 내의 빛이 코어를 따라 전송되지 않고 굴절과 전송을 반복한다는 것을 알 수 있습니다.

이때, 섬유심과 클래딩의 밀도, 섬유심에 입사되는 외부광은 섬유심에 전달되는 빛의 진폭, 위상, 주파수, 편광상태에 영향을 미칠 수 있다. 기능성 광섬유 센서는 온도와 이러한 영향의 관계를 이용하여 만들어진 센서이다.

예: 간섭계 광섬유 온도 센서: (아래 그림 참조) 레이저에서 나온 광선은 각각 두 개의 광섬유 L1과 L2를 통과한 후 두 개의 경로로 나누어집니다. 출력 끝에서 재결합됩니다. 온도가 변하면 두 개의 빛이 서로 다른 위상으로 인해 간섭하게 되는데, 간섭으로 인해 발생하는 빛의 세기는 정현파 법칙에 따라 주기적으로 변하며, L2-L2의 길이 차이에 비례합니다. 간섭계 온도 센서로 온도를 감지할 수 있습니다.