光纤传感器应用电路：FISO光纤传感器在食品研究中的应用

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光纤传感器应用电路：光纤传感器与光电传感器的区别

描述
　　光纤传感器与光电传感器有相似的地方，但有着极大的区别，应用的场合也不同
　　光纤传感器与光电传感器都通是通过发射和接收红外光信号的原理去检测物体，但具体的设计方案和应用场合是完全不一样的
　　光电传感器
　　光电传感器有反射型和对射型，需要有红外光（940nm）发射单元电路和红外光（940nm）接收单元电路，放大单元电路，信号处理单元电路和信号输出电路。
　　对射型光电传感器，需要发射器和接收器配合使用。红外光发射电路装在发射器，红外光接收电路，放大电路，信号处理电路和信号输出电路装在接收器。当发射器发出的红外光被被检测物档住时，接收器收不到红外光信号时信号输出电路就会输出相应的电平信号
　　反射型光电传感器，红外光发射电路，红外光接收电路，放大电路，信号处理电路和信号输出电路都装在同一个装置中。当被检测物把发射电路发出的红外光信号反射回来时，接收电路就会收到红外光信号，经过放大电路和信号处理电路处理后，输出电路就会输出相应的电平信号
　　光纤传感器
　　光纤传感器也叫光纤信号放大传感器，当纤传感器需要和光纤配合使用
　　光纤传感器将发出的红外光信号导入到光纤中，光纤头可以放置在需要检测物的位置
　　被检测物经过，或者被检测物发生变化时，红外光的光学性质会发生变化（比如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）
　　红外光信号通过光纤导回到光纤传感器，经过信号接收电路、信号放大电路、信号处理电路的处理，输出电路就会输出相应的电平信号
　　当纤放器也分对射型（双光纤线）和反射型（单光纤线）
　　光纤传感器与光电传感器的区别
　　由上面分析可知，光电传感器只能检测到比较大的不透明物体；光纤传感器可以检测到比较精细的物体，甚至还可以检测到半透明物和液体的变化；光纤传感器可以实现精确的检测.
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光纤传感器应用电路：光纤传感器和光电传感器区别和用途

光纤传感器和光电传感器都是自动化设备上常用的传感器
光纤传感器和光电传感器都是通过光电原理设计传感器，广泛应用于自动化设备上。光电传感器较为简单一些，价格也较低，常用于检测较大的物体；光纤传感器可以检测较为精细的物体。
光电传感器
光电传感器由红外发射电路、红外接收电路、信号放大处理电路、信号输出电路组成。
红外发射电路：通过红外发射二极管对外发出红外线信号。
红外接收电路：接收红外发射二极管发出的红外线信号。
信号放大处理电路：对红外接收电路接收到红外信号进行放大处理。
信号输出电路：根据接收到的红外信号状态输出高、低电平信号。
分对射型、漫反射型和槽型。对射型需要将射器和接收器分开安装，漫反射是发射接收一体的，槽型也是
漫反射型：红外发射电路，红外接收电路，信号放大处理电路、信号输出电路都在同一个装置，当遇到检测物时，接收电路会接收到被反射回来的红外线信号。
对射型：红外发射电路在发射器，红外接收电路、信号放大处理电路和信号输出电路在接收器。没有被检测特时，接收器会收到发射器发出的红外线信号，当出现被检测时，红外线信号被阻挡。
槽型：原理是一样的，红外发射电路和红外接收电路分别设置在槽的两端，当被检测物进入检测槽时，红外线信号被阻挡。
光纤传感器
光纤传感器同样有着发射电路和接收电路，大多数光纤传感器使用红外线作为光源，使用光纤导光，发出的微弱光信号受到弱小物体的影响后，光的强度、波长、频率、相位、偏振态等就会发生变化，反射回的光信号经过光纤送回光电器件、经过解调器放大处理后就可以获得被检测的参数。
因为发出和返回的光信号都可以通过光纤传递，而光纤比较细小，可以弯折，安装就非常灵活，可以安装在适当的位置去检测非常细小的物体。

光纤传感器应用电路：光纤传感器结构原理

我们知道，以电为基础的传统传感器是一种把测址的状态转变为可测的电信号的装置，是由电源、敏感元件、信号接收和信号处理以及导线组成，如图7-29所示。光纤传感器则是一种把被测最的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成，如图7-30所示。由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。在这里，光的某一性质受到被渊量的调制，已调光经接收光纤祸合到光接收器，使光信号变为电信号。最后经信号处理系统处理得到我们所期待的被测量。   由图7-29,图7-30可见，光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机一电测贫为基础，而光纤传感器则以光学测量为基础。下面，简单地分析光纤传感器光学测量的基本原理。 从本质上分析，光就是一种电磁波，其波长范围从极远红外的1 mm到极远紫外线的10nm.电磁波的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此，在讨论光的敏感测量时必须考虑光的电矢最E的振动。通常用下式表示:　　式中，A为电场E的振幅矢量;ω为光波的振动频率;ψ为光相位;t为光的传播时间。 由式(7-18)可见，只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参最之一随被测量状态的变化而变化，或者说受被渊量调制。那么，我们就有可能通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调，获得我们所需要的被测量的信息。 2.光纤传感器的类型 光纤传感器是基于被测信号对于在光导纤维及其组件中传输的可见光或红外线的调制作用来实现测量的，依其工作原理可大致分为以下两种类型: 1)传感型 传感型又称功能型。它是以光纤本身作为敏感元件，使光纤兼有感受和传递被测估息的作用。对功能型光纤的要求是必须对于外界因素(如沮度、压力、电场、磁场、……)的作用敏感，在传输过程中又要保持光纤受感后所产生的特殊相位、波长及偏振态等特征。这种类型的特点是作为敏感元件的光纤长度可较长，检测灵敏度较高，但对所使用的光学部件要求较高，容易受到环境条件的千扰，在使用中必须十分注意。 2)传光型 传光型又称非功能型.它是把由被测对象所调制的光信号输人光纤.通过在输出端进行光信号处理而进行测量的。在这种传感器中，光纤仅作为被调制光的传输线路使用。由于这种应用类型的传输功能和调制功能是分开的，所以结构简单、容易制作，可靠性高，应用领域宽，易于实用化。对于非功能型光纤的主要要求是必须具有较强的受光本领，以提高它与光敏探测元件之间的栖合效率。因此，通常采用数值孔径和纤芯直径较大的多模光纤。 光纤检测系统通常是山光纤波导、激光源、光电探渊器及信号处理、显示、记录装置等组合而成的系统.它具有一系列特点:由干光纤体积小、重量轻、可塑性好，因此可以进人小孔和缝隙等难以探测到的地方进行小面积范围内的检测，而且对被测场的扰动很小;由于光纤的绝缘性能和耐热性能好，不受电磁干扰，因此适于在高温、高电压的场合及许多较恶劣的工业环境中使用;光纤传感器的灵敏度高，动态范围大，可实现远距离测量和控制，并可与计算机连接实现智能化。