光纤传感器基础知识

一、光纤传感器工作原理

利用光纤传递光，几乎不会对光产生损耗。光纤的光传导效率高又可弯曲的特点，可以长距离、变方向对光进行传输。光纤应用到光电传感上，扩展了光电传感器的范围。用光纤传输光源的光电传感器就是光纤传感器。

光纤的结构从外到内，由外层树脂、包层、光纤芯、纤芯构成。

纤芯的数量如果是一根，则光纤的柔软性较差，最小弯曲半径为25mm；纤芯的数量如果是柔软型的多根，则光纤的柔软性较好，最小弯曲半径为1mm。

二、光纤传感器的结构

光纤和放大器两部分组成一个光纤传感器。

光纤部分由光纤头、光纤线组成。光纤头由金属或塑料制成，便于固定。光纤头有螺纹型、直角型、圆柱型、扁平型、套管型等类型。光纤线一般有投光光纤线和受光光纤线之分。

放大器由投光部和信号输出部组成。

三、光纤传感器的检测方式

光纤传感器有如下三种检测方式：

1、对射式

对射式光纤传感器的投光部与受光部光纤头安装在一条直线上，如有物体遮光，则产生信号变化。对射式光纤传感器可应用的检测距离较宽（近距离也有广泛使用），最大可达20米。

2、回归反射式

回归反射式光纤传感器的投光部与受光部光纤头并联安装在一起，投光由反射板反射光给受光光纤头，如有物体遮光，则产生信号变化，可检测透明或半透明物体。

3、扩散反射（漫反射）式

扩散反射式光纤传感器与回归反射式传感器类似，只是没有反射板，是由检测物来反射光。

四、光纤传感器的功能

1、入（受）光动作与遮光动作

受光量高于门槛（阈）值，输出为ON，称为入光动作（Light ON）。反之，受光量低于门槛（阈）值，输出为ON，称为遮光动作（Dark ON）。

2、2点示教法

将受光量门槛值设定为有无物体状态的中间值的方法称为二点示教法，需要分别检测有物体时的受光量和无检测物体时的受光量。

3、功率调谐功能

当检测一些透明物体，或受光量饱和的情况下可以调谐受光量和投光量的灵敏度，来消除饱和状态。

4、定时功能

定时功能有ON延时（延时接通）、OFF延时（延时断开）、单触发延时（延时时间内接通）三种状态。

5、其他功能

有的光纤传感器有模拟量输出功能、高速响应功能、逻辑运算功能等。