它主要利用光導(dǎo)纖維耦合與傳輸?shù)奶匦詫⒈粶y物表面輻射能量(此能量與被測體表面溫度有關(guān))傳導(dǎo)至光電檢測器,轉(zhuǎn)換成電量輸出。
1.光耦合器
光耦合器是決定傳感器靈敏度的主要部件,故光耦合效率是一個很重要的問題。耦合效率與光纖數(shù)值孔徑有直接關(guān)系,為提高傳感器的靈敏度,必須采用具有較大數(shù)值孔徑的光導(dǎo)纖維。但是光纖數(shù)值孔徑的大小又直接影響到傳感器距離系數(shù)的性能指標,因此應(yīng)綜合加以考慮。
2.傳輸光纖
傳輸光纖是將光耦合器得到的輻射能傳輸給后面的光電轉(zhuǎn)換元件。透過率是傳輸光纖的主要參數(shù)。因此,要提高透過率,當材料一定時,主要采取的辦法是加大光纖直徑和縮短光纖長度實踐證明,當光纖材料與結(jié)構(gòu)及耦合方式固定之后,透過率便是一個穩(wěn)定的參數(shù)。然而,當光纖使用不同材料、不同直徑和不同長度時,透過率是不同的。
3.光電轉(zhuǎn)換器
這部分的主要功能是將光信息轉(zhuǎn)換為電量輸出并顯示,光電轉(zhuǎn)換元件一般采用硅光電池、PbS或其他探測器。由于一般紅外探測器的光敏元件面積都比較大,故光纖與它們直接耦合時可以達到較髙的效率。通常采用的直接出射耦合,其效率可達85%以上。
光纖出射端與探測器之間除采用直接耦合外,還可以采用調(diào)制盤式耦合。
半導(dǎo)體吸光型光纖溫度傳感器
這種傳感器如下圖所示。
吸光型光纖溫度傳感器
一根切斷的光導(dǎo)纖維裝在細鋼管內(nèi),光纖兩端面間夾有一塊半導(dǎo)體感溫薄片(如GaAs或InP),這種半導(dǎo)體感溫薄片透射光強隨被測溫度而變化。因此,當光纖一端輸入一恒定光強的光時,由于半導(dǎo)體感溫薄片透射能力隨溫度變化,光纖另一端接收元件所接收的光強也隨被測溫度高低而改變,于是通過測量接受元件輸出的電壓,便能遙測到傳感器位置處的溫度。