频率调制型光纤传感器

基本原理是利用运动物体反射或散射光的多普勒频移效应来检测其运动速度，即光频率与光接收qi和光源间运动状态有关。当它们相对静止时，接收到光的振荡频率；当它们之间有相对运动时，接收到的光频率与其振荡频率发生频移，频移大小与相对运动速度大小和方向有关。因此，这种传感器多用于测量物体运动速度。频率调制还有一些其他方法，如某些材料的吸收和荧光现象随外界参量也发生频率变化，以及量子相互作用产生的布里渊和拉曼散射也是一种频率调制现象。其主要应用是测量流体流动，其它还有利用物质受强光照射时的拉曼散射构成的测量气体浓度或监测大气污染的气体传感器；利用光致发光的温度传感器等。

光纤传感器的基本结构由光源、传输光纤和光检测部分组成。考虑到光纤传输已经很简单，通常一套完整的光纤传感器主要由传感器和解调仪构成。光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区；在调制区内外界被测参数作用于进入调制区内的光信号，使其光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化成为被调制的信号光：再经过光纤送入光检测器，光检测器对进来的光信号进行光电转换，输出电信号；最后对电信号进行信号处理而得到可用信号，从而获得被测参数。

光纤传感器的优点

无论采用何种调制方法，光纤传感器与传统传感器相比有一系列独特的优点：

(1)抗电磁干扰：一般电磁辐射的频率比光波低许多，所以在光纤中传输的光信号不受电磁干扰的影响。

(2)电绝缘性能好，安全可靠：光纤本身是由电介质构成的，适宜于在易燃易爆的油、气、化工生产中使用。

(3)传感器端无需供电，是无源器件，将传输与传感集合到一体。

(4)耐腐蚀，化学性能稳定：由于制作光纤的材料——石英具有极高的化学稳定性，因此光纤传感器适宜于在较恶劣环境中使用。

(5)体积小、重量轻，几何形状可塑。

(6)传输损耗小，传输容量大：可实现远距离遥控监测和多点分布式测量。

(7)测量精度可以很高。有些光纤传感器（如干涉型）可以达到非常高的测量精度和分辨率。

(8)传感器能够复用，甚至实现分布式测量，一台测量仪器可以实现大规模的传感器测量。

(9)测量范围广；可测量温度、压强、应变、应力、流量、流速、电流、电压、

液位、液体浓度成分等，可以说光纤传感器能测量几乎所有物理量和很多化学量。