7.3光纖傳感器實例7.3.1光纖位移傳感器7.3.2光纖溫度傳感器

(1)半導體光吸收型光纖溫度傳感器

(2)熱色效應光纖溫度傳感器7.3.3光纖角度傳感器7.3.4光纖壓力傳感器7.3.5光纖電流傳感器光纖位移傳感器的工作原理和典型結構7.3.1光纖位移傳感器光纖液位傳感器（1）單光纖液位傳感器單光纖液位傳感器的結構如圖，將光纖的端部拋光成45o的圓錐面。當光纖處于空氣中時，入射光大部分能在端部滿足全反射條件而返回光纖。當傳感器接觸液體時，由于液體的折射率比空氣大，使一部分光不能滿足全反射條件而折射入液體中，返回光纖的光強就減小。利用X形耦合器即可構成具有兩個探頭的液位報警傳感器。同樣，若在不同的高度安裝多個探頭，則能連續(xù)監(jiān)視液位的變化。單光纖液位傳感器結構

1光纖

22耦合器（2）U型光纖液位傳感器

12(a)探頭結構(b)檢測原理空氣液體LEDPD光由光纖的一端導入,在球狀對折端部一部分光透射出去,而另一部分光反射回來,由光纖的另一端導向探測器。反射光強的大小取決于被測介質的折射率。被測介質的折射率與光纖折射率越接近,反射光強度越小。顯然,傳感器處于空氣中時比處于液體中時的反射光強要大。因此,該傳感器可用于液位報警。若以探頭在空氣中時的反射光強度為基準，則當接觸水時反射光強變化-6dB~-7dB,接觸油時變化-25dB~-30dB。

（3）多模光纖耦合液位傳感器下圖為反射式斜端面光纖液位傳感器的兩種結構。同樣，當傳感器接觸液面時，將引起反射回另一根光纖的光強減小。這種形式的探頭在空氣中和水中時，反射光強度差約在20dB以上。斜面反射式光纖液位傳感器(a)123(b)1、2光纖3棱鏡上述探頭在接觸液面時能快速響應，但在探頭離開液體時，由于有液滴附著在探頭上，故不能立即響應。為了克服這個缺點，可將探頭的結構作一些改變，如圖。將光纖端部的尖頂略微磨平，并鍍上反射膜。這樣，即使有液體附著在頂部，也不影響輸出跳變。進一步的改進是在頂部鍍反射膜外粘上一突出物，將附著的液體導引向突出物的下端。這樣，可以保證探頭在離開液位時也能快速地響應。改進的光纖液位探頭光纖液位傳感器

保護管內為高溫光纖光纖7.3.2光纖溫度傳感器(1)半導體光吸收型光纖溫度傳感器半導體的吸收光譜與材料的Eg有關，而Eg卻隨溫度的不同而不同。Eg與溫度t的關系可表示為：半導體材料的Eg隨溫度的上升而減小，亦即其本征吸收波長λg隨溫度的上升而增大。式中：Eg（0）——絕對零度時半導體的禁帶寬度；

α——經(jīng)驗常數(shù)(eV／K)；β——經(jīng)驗常數(shù)(K)。對于GaAs材料，由實驗得到α=5.8×10-4eV/Kβ=300K半導體光吸收型溫度傳感器光吸收溫度特性結構1光纖2探頭LEDPD光纖金屬盒這個性質反映在半導體的透光性上則表現(xiàn)為：當溫度升高時，其透射率曲線將向長波方向移動。若采用發(fā)射光譜與半導體的λg（t）相匹配的發(fā)光二極管作為光源，則透射光強度將隨著溫度的升高而減小，即通過檢測透射光的強度或透射率，即可檢測溫度變化。光纖半導體反射膜利用半導體的吸收特性制作的光纖溫度傳感器的單端式探頭結構如圖。光纖中的入射光線經(jīng)探頭頂部的反射膜反射后返回，在光路中放入對溫度敏感的半導體薄片對光進行吸收，則出射光強將隨溫度的變化而變化。實用化半導體吸收型光纖溫度傳感器脈沖發(fā)生器LED驅動器放大器采樣放大器信號處理器脈沖發(fā)生器LED驅動器λ1=0.88umλ2=1.27um光耦合器敏感頭APD檢測器采樣放大器信號輸出光纖LEDLEDλ1λ2λ1λ2λλ(2)熱色效應光纖溫度傳感器熱色溶液的光吸收譜溫度特性1.光源，2.斬波器，3.光纖，4.探頭，5分路器，6，655nm濾光片，7.800nm濾光片，9.放大器,10.A/D轉換器，11.微機系統(tǒng)熱色效應光纖溫度傳感器熱雙金屬式光纖溫度開關1遮光板；2雙金屬片接收光源12（3）遮光式光纖溫度計下圖為利用雙金屬熱變形的遮光式光纖溫度計。當溫度升高時，雙金屬片的變形量增大，帶動遮光板在垂直方向產(chǎn)生位移從而使輸出光強發(fā)生變化。這種形式的光纖溫度計能測量10℃～50℃的溫度。檢測精度約為0.5℃。它的缺點是輸出光強受殼體振動的影響，且響應時間較長，一般需幾分鐘。

7.3.3光纖角速度傳感器（光纖陀螺）光源光檢測器調制器偏振器空間濾波器3dB光劈傳感環(huán)光纖陀螺賽格納克相移：7.3.4光纖壓力傳感器強度調制型： 基于彈性元件受壓變形，將壓力信號轉換成位移信號來檢測，故常用于位移的光纖檢測技術；相位調制型： 利用光纖本身作為敏感元件；偏振調制型： 主要是利用晶體的光彈性效應。光纖壓力傳感器

(1)快門式光纖壓力傳感器出射光纖入射光纖被測壓邊光柵對膜片自聚焦透鏡靜壓調節(jié)孔(2)動光柵式光纖壓力傳感器入射光出射光光彈性效應：晶體在受壓后其折射率發(fā)生變化，從而呈現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。（3）光彈性式光纖壓力傳感器光源探測器起偏器起偏器?波片光彈材料膜片P光彈壓力水聲傳感器光纖被夾在一對鋸齒板中間，當光纖不受力時，光線從光纖中穿過，沒有能量損失。當鋸齒板受外力作用而產(chǎn)生位移時，光纖則發(fā)生許多微彎，這時在纖芯中傳輸?shù)墓庠谖澨幱胁糠稚⑸涞桨鼘又?（4）微彎光纖壓力傳感器微彎光纖壓力傳感器DSFF變形器光纖d激光器剝模器微彎變形器剝模器探測器E0I0-ΔI0I0光纖微彎變形器剝模器光纖耦合器PPI0-ΔIkΔII0亮場檢測暗場檢測7.3.5光纖電流傳感器激光器起偏器顯微物鏡高折射率浸油顯微物鏡偏振棱鏡I1I2I輸出光接收器7.4分布式光纖傳感器光源耦合器探測器處理電路傳感光纖被測場分布式光纖傳感器原理框圖7.4.1原理7.4.2用于構成分布式光纖傳感器的主要技術反射法

反射法是利用光纖在外部擾動作用下產(chǎn)生的瑞利散射、拉曼散射、布里淵散射等效應進行測量的方法。(1)光時域反射（OTDR）法激光器放大器脈沖發(fā)生器延時延時示波器信號處理輸出光纖透鏡透鏡透鏡探測器ll+dlF(l)分光器OTDR系統(tǒng)原理圖(2)偏振光時域反射（POTDR）法激光器脈沖發(fā)生器示波器探測器ll+dlF(l)解偏器分光器POTDR系統(tǒng)原理圖2.波長掃描(WLS)法光源計算機單色儀擾動點光纖透鏡透鏡探測器起偏器透鏡解偏器WLS系統(tǒng)原理圖3.干涉法激光器延時線調制器信號處理器光纖起偏器探測器?波片記錄儀解偏器xy外差式干涉原理圖4.連續(xù)波調頻(FMCW)法調制器信號發(fā)生器光纖起偏器探測器l激光器直流電源解偏器信號處理微機FMCW系統(tǒng)原理圖光纖傳感器的其他應用一、流量、流速的檢測

1、光纖渦街流量計

當一個非流線體置于流體中時，在某些條件下會在液流的下游產(chǎn)生有規(guī)律的旋渦。這種旋渦將會在該非流線體的兩邊交替地離開。當每個旋渦產(chǎn)生并瀉下時，會在物體壁上產(chǎn)生一側向力。這樣，周期產(chǎn)生的旋渦將使物體受到一個周期的壓力。若物體具有彈性，它便會產(chǎn)生振動，振動頻率近似地與流速成正比。即

式中：v——流體的流速；

d——物體相對于液流方向的橫向尺寸；

s——與流體有關的無量綱常數(shù)。因此，通過檢測物體的振動頻率便可測出流體的流速。光纖渦街流量計便是根據(jù)這個原理制成的，其結構如圖。f＝sv／d紋穩(wěn)定。當光纖振動時,輸出光斑亦發(fā)生移動。對于處于光斑中某個固定位置的小型探測器,光斑花紋的移動反映為探測器接收到的輸出光強的變化。利用頻譜分析,即可測出光纖的振動頻率。根據(jù)上式或實驗標定得到流速值,在管徑尺寸已知的情況下，即可計算出流量。

光纖渦街流量計特點：可靠性好,無任何可動部分和聯(lián)接環(huán)節(jié),對被測體流阻小,基本不影響流速。但在流速很小時,光纖振動會消失,因此存在一定的測量下限。在橫貫流體管道的中間裝有一根繃緊的多模光纖，當流體流動時,光纖就發(fā)生振動,其振動頻率近似與流速成正比。由于使用的是多模光纖,故當光源采用相干光源(如激光)時,其輸出光斑是模式間干涉的結果。當光纖固定時,輸出光斑花光源頻譜分析記錄探測器123451夾具2密封膠3液體流管4光纖5張力載荷2、光纖多普勒流速計下圖為利用光纖多普勒計來測量流體流速的原理。當待測流體為氣體時，散射光將非常微弱，此時可采用大功率的Ar激光器（出射光功率為2W，λ=514.5nm）以提高信噪比。特點：非接觸測量，不影響待測物體的流動狀態(tài)。光纖多譜勒流量計結構探測器頻譜分析儀He-Ne激光器123456781、3——分束器；2——反射鏡；4——透鏡；5——流體管道；6——窗口；7、8——光纖二、光纖式光電開關反射型遮斷型反射鏡反射型標志孔1、電路板標志檢測

當光纖發(fā)出的光穿過標志孔時，若無反射，說明電路板方向放置正確。光纖耦合器傳輸光纖出射光纖光纖式光電開關應用

2、采用遮斷型光纖光電開關對IC芯片引腳進行檢測3、遮斷型光纖光電開關出射光纖接收光纖三、光纖傳感器在醫(yī)學上的應用

目前，比較典型的光纖醫(yī)用傳感器有如下幾種：光纖血流計、光纖pH值傳感器、光纖體壓計、光纖體溫計、光纖氧飽和度傳感器等。1、光纖血流計光纖血流計的工作原理是應用多普勒頻移原理，基本結構如圖所示：光纖血流計及其探頭工作原理氦-氖激光器的線偏振光由分束器分成兩束，一束由透鏡耦合進心徑約150nm的光纖，光纖的另一端插入注射針頭內，注射器以角度φ插進血管內。激光經(jīng)光纖到達血液中，被直徑約為7nm的流動著的紅血球散射后，再次返回，光纖的光信號產(chǎn)生的多普勒頻移由下式給出：

式中，υ為血流速度；n為血液的折射率，其值為1.33；

φ為光纖軸線與血管軸線間的夾角；λ為激光波長。分束器的另一束光用做參考光，將驅動頻率f1=40MHz的布拉格盒移頻器，置于參考光路中，用以區(qū)別血流方向。移頻后的參考光信號頻率為f0-f1（f0是光源的頻率）。將新的參考光信號與多普勒頻移信號(f0+Δf)進行混頻，就得到要探測的光信號。這種方法稱為光學外差法。以雪崩光電二極管探測混頻光信號，變換成光電流送進頻譜分析儀，可以得到血流速度的多普勒頻移譜，如圖所示。多普勒頻移譜

圖中的符號由血流方向確定當0°＜φ＜90°時，Δf為正，即出現(xiàn)右移頻率；

當90°＜φ＜180°時，Δf為負，則出現(xiàn)左移頻率。頻率表示最大頻移fcut（或截止頻率）。在實際的血流測量中，所觀察到的多普勒信號為寬頻信號，如圖中實線所示。由于光纖探頭要探入血管，因此注射器的針頭形狀就很重要，因為它將直接影響血流速度譜。這種注射器具有特制的托座，其結構如圖所示.

光纖探頭與托座下圖是實驗得到的信號多普勒頻譜。

實驗測得的多普勒頻譜圖A,B,C分別為光纖頂端接近血流表面、在血流中和在血流中接近轉盤底表面三種情況的頻譜。在頻譜的40MHz處產(chǎn)生一個尖峰，此尖峰與速度0相對應。在情況A中，因為血流沒有受到干擾，多普勒信號顯示為相當窄的頻率分布；在情況B中，頻譜很寬，從40MHz到較高的頻率，最后降到散粒噪聲水平。多普勒變化信號的展寬是由光纖插入血管中所引起的干擾造成的。在情況B中，頻率變化Δf

與情況A中頻率Δf

乘以1.33相一致，而1.33恰好為血液的折射率。所以，情況A和情況B的變化是分別發(fā)生在空氣中和血液中的多普勒效應的結果。情況C中，在fcut附近出現(xiàn)一個小的低尖峰，這是血液中轉盤底的多普勒信號的影響。整個實驗表明，可以用fcut正確表示血流速度。

光纖多普勒速度計還有很多別的設計方式，主要是選取參考信號的方法不同。下圖簡要示出了已經(jīng)在醫(yī)學上得到很多實際應用的一種儀器。非插入式光纖多普勒血流計2、光纖pH值傳感器光纖pH值傳感器是生物化學傳感器，它的特點是利用光纖末端安置的敏感元件感受信息，以測定人體或生物體內的生物化學量。光纖pH值傳感器是以染料指示劑為基礎進行工作的，它的敏感部分使用一種可逆反應劑——染料指示劑，例如酚紅染料試劑。

酚紅染料試劑具有兩種狀態(tài)形式，即基本狀態(tài)和酸化狀態(tài)。每一種狀態(tài)有不同的光吸收譜線，基本狀態(tài)是對綠色光譜吸收，酸化狀態(tài)是對藍色光譜吸收，pH值是由酚紅試劑對綠光（或監(jiān)光）光譜的吸收量來決定的。

在實際運用中，為了提高靈敏度消除誤差，采用雙波長工作方式，取藍綠色光(λ1=560nm)作為調制檢測光，紅色光(λ1=630nm)作為參考光，探測器接收到的藍綠光和紅色光強度的吸收比值為R，pH值與R的關系為

式中，K為與光學系統(tǒng)有關的常數(shù)；D為染料在第一個波長的光密度；Δ為pH-PK，其中PK為指示劑酸堿平衡常數(shù)。由式可以描繪出R-Δ曲線，如圖所示。從該曲線可以看出，在pH=PK附近有一段線性非常好的區(qū)域，即在這個范圍內，pH值與接收到的兩種顏色光強的比值基本呈線性關系。藍綠光與紅光強度的吸收比值R與Δ的關系曲線圖（a）示出了以吸收值為基礎的pH值傳感器的探頭結構。在實驗中發(fā)現(xiàn)，這種結構的探頭存在一些問題,為了解決這些問題，改進了探頭的結構，如圖

(b)所示。

pH值傳感器的探頭結構圖3、光纖體壓計下圖

是一種光纖體壓計探針結構示意圖。對壓力敏感的防水薄膜被安置在探針導管末端側壁的小孔上，通過一根懸臂與反射鏡相連。在與反射鏡相對的探針導管里裝有兩束光纖，上面一束是入射光纖，下面一束是輸出光纖。

光纖體壓計探頭結構示意圖圖中，在壓力P=0時，沒有光信號反射進入輸出光纖。P≠0時，反射鏡方向傾斜，使輸出光纖接收到與壓力大小有關的光強信號。下圖則是一種Y形光纖束結構的體壓計。對壓力敏感的反射薄膜被安裝在Y形光纖束的公共端面一側。光源的光經(jīng)Y形光纖的一支輸入，經(jīng)反射薄膜反射后的光經(jīng)Y形光纖的另一支輸出到光探測器上。Y形光束結構的體壓計

圖中，壓力的改變，使薄膜與光纖束端面的相對位置發(fā)生變化，從而調制反射光強的大小。光探測器的輸出信號與被測壓力成正比。下圖為用于血壓測量的新型薄膜光纖體壓計結構圖。兩根相同的多模階躍光纖對接，一根光纖將光傳送到傳感部分，另一根光纖接收經(jīng)傳感部分后的剩余光。這種光纖的選擇特點是易彎曲，具有低的數(shù)值孔徑。

薄膜光纖體壓計結構圖光纖溫度傳感器的探頭結構如圖所示。傳感器的探測部分應具有單端光輸入與輸出的功能。光纖溫度傳感器的探頭結構圖4、光纖體溫計

(a)磷光混合物的激勵和發(fā)光譜(b)輸出光強變化的溫度曲線Luxtron

溫度計Luxtron溫度計，激光光譜和輻射光譜如圖

(a)所示，輻射光譜取決于溫度，圖中強度Y和強度R的比被用來決定溫度。輸出光強變化的溫度曲線如圖

(b)所示。用于超熱治療監(jiān)測的陣列式光纖體溫計外部光纖探頭結構如圖

(a),(b)所示。探頭的外殼由醫(yī)學上可接受的含氟聚合物（聚四氟乙烯）擠壓成形，其外部的黑色絕緣層可以對散射光進行屏蔽。在探頭連接端通過一個全塑料的連接器[如圖

(c)所示]，與測量儀器配備的兩根長5m的半固定光纜相連。這個長度允許在高射頻或微波場中，測量儀器可放在離測量點較遠的地方。

陣列式光纖體溫計外部光纖探頭結構圖單個傳感頭的具體結構如圖所示。單個傳感頭的結構圖少量的磷光體用適當?shù)酿ず蟿┕潭ㄔ诶w心的頂端。包在磷光體外的是反射層，反射層外是不透光層，它可以防止散射光進入光纖纖心，從而影響溫度測量結果的精確度。最外面的是具有物理剛性的保護層，它包裹在光纖頂端和溫度傳感器之外。5、光纖氧飽和度傳感器采用光纖傳感器測定氧飽和度的工作原理是：紅血球中的血紅蛋白處于過氧狀態(tài)（氧合血紅蛋白）與無氧狀態(tài)（還氧血紅蛋白）時，對不同波長的入射光有不同的吸收率，如圖所示。

血液的光譜特性曲線在圖中，從曲線可以看出，在波長為600~700nm的紅光區(qū)，還氧血紅蛋白(Hb)的吸收系數(shù)遠比氧合血紅蛋白(HbO2)的大，但在波長為805~1000nm的紅外光區(qū)，Hb的吸收系數(shù)要比HbO2的小。當波長為805nm時，Hb和HbO2具有相同的吸收系數(shù)，稱為等吸收點。當血氧飽和度變化時，血氧飽和度與660nm和940nm兩個波長的相對光強之間存在較好的線性關系。根據(jù)Beer-Lambert定律，當選定的入射光波長為660nm和940nm時，其定律可表示為

式中，α660和α940

為全血在波長為660nm和940nm處的吸收率；A,B為常數(shù)。

如圖所示，傳感器通過接插頭與儀器相連接。通過程序設計控制微處理器時產(chǎn)生波長為660nm

的紅光和波長為940nm

的紅外光的驅動信號，經(jīng)D/A

轉換后送至光源驅動電路。

光纖測氧計光源驅動電路將此信號進行功率放大，再依次發(fā)送到傳感器上臂并列放置的紅光和紅外光發(fā)射二極管上，使它們發(fā)射光脈沖。光敏接收器件把血液吸收入射光的變化信號轉換成電信號，并通過電纜接口送入儀器內部功能板中進行進一步的加工處理，從而計算出血氧飽和度值。四、光纖傳感器在軍事方面的應用

1、光纖傳感器在軍用飛機和航天器上的應用飛機和航天器的光纖傳感器系統(tǒng)大致包含4個部分：①飛行控制系統(tǒng)和導航用光纖傳感器②發(fā)動機測控系統(tǒng)用光纖傳感器③機內環(huán)境測控用光纖傳感器④光纖智能機殼監(jiān)控系統(tǒng)用光纖傳感器。

2、光纖傳感器在火箭發(fā)動機測試中的應用(1)用光纖傳感器監(jiān)測固體火箭藥柱內應力和應變分布為了測出應變分布，可以采用分布式測量技術。這類光纖傳感系統(tǒng)的構成如圖所示固體火箭發(fā)動機藥柱內應力應變光纖傳感系統(tǒng)

(2)固體推進劑燃燒速度光纖傳感器固體推進劑燃燒速度是指單位時間內燃燒面沿其法線方向移動的距離。一種光纖固體推進劑燃燒速度傳感器設計方案的基本原理是，利用固體推進劑燃燒時發(fā)光的特點，由多束光纖構成測量燃燒面位置的光纖尺，通過測量燃燒面經(jīng)過光纖尺上各個標定窗口的時間來推算出燃燒速度。

光纖束的輸出端置于金屬套管之外，其輸出光可由若干個光電探測器一一對應地分別接收，也可由聚光透鏡聚合成一束后由單個光電探測器接收。光電探測器輸出的電信號被送到信號處理系統(tǒng)中處理。固體推進劑燃燒速度光纖傳感器示意圖3、光纖傳感器的海上軍事應用（1）光纖水聽器光纖水聽器所探測的信號源為水下目標發(fā)出或反射的聲波。設水中聲波的振幅方程為

式中，A0為水聲波的最大振幅；ωα為水聲波的圓頻率，ωα=2πfα（

fα

為水聲波頻率）；βα為水聲波的傳播常數(shù)，βα=2π/λα（λα為水聲波長）；x為水聲波的初始聲程。水聲波牽動水粒子位移引起的水密度變化為

式中，cα為水中聲波的傳播速度；ρ0為靜止水密度。由于水密度變化產(chǎn)生的水聲波壓變化為微彎光纖水聽器是根據(jù)光纖微彎損耗導致光功率變化的原理制成的水聲傳感器。圖為一種微彎光纖水聽器探頭的結構示意圖。光纖敏化結構為具有10周期、類似于齒板副的隆起結構平板副[如圖

(a)所示]，其中一塊帶隆起結構的平板與聚醋薄膜相連，另一塊與之峰谷相應的隆起結構平板通過十字結構與水聽器外殼相連[如圖

(b),(c)所示]。微彎光纖水聽器探頭結構示意圖微彎光纖水聽器系統(tǒng)結構示意圖如圖所示，光源為He-Ne激光器，光束進入傳感光纖后經(jīng)過模分離器(ModeStripper)去掉包層模。去掉包層模的光束通過水聽器的探頭后，再一次經(jīng)過模分離器，然后由光探測器PD接收并送入頻譜分析儀。微彎光纖水聽器系統(tǒng)結構示意圖4、光纖傳感技術在兵工測試中的應用（1）武器膛溫光纖傳感器目前國內外膛壁溫度測試是根據(jù)膛內測試結果用外推計算的方法求得被測膛溫的。由于膛壁表面溫度分布具有二重性，徑向和軸向都有溫度梯度，且徑向梯度遠大于軸向梯度，采用熱電偶測膛壁溫度就有了一定局限，而采用光纖輻射溫度傳感器則具有一系列的優(yōu)點。（2）光纖傳感技術在引信測試中的應用一種用于測量由發(fā)條或扭簧驅動的鐘表機構騎馬輪運動時間的光纖傳感器如圖所示。鐘表機構騎馬輪運動時間光纖傳感器傳感器的工作原理是：光源LED發(fā)出的非相干光通過發(fā)射光纖投射到騎馬輪上，當騎馬輪轉過一個齒時，所反射的光強發(fā)生一次變化。此信號由接收光纖傳至光電探測器(PD)，再經(jīng)信號處理系統(tǒng)處理后輸出反映騎馬輪運動周期的方波，配以相應的計時電路或記錄裝置，便可得到騎馬輪轉動一個齒所需的時間及整個工作過程中的時間變化。

如圖所示離心式引信鐘表機構運動時間光纖傳感器。由于傳感器和被測件處于高速旋轉狀態(tài)，傳感器的輸出需轉換成光信號，再由固定接收光纖接收，送至離心機外處理記錄。

離心式引信鐘表機構運動時間光纖傳感器1、光纖NO2傳感器NO2是污染大氣的主要氣體之一，是一種紅褐色有特殊刺激性臭味的氣體。下圖給出了基于分子差動吸收法光纖遠距離測量系統(tǒng)的組成框圖。基于分子差動吸收法光纖遠距離測量系統(tǒng)的組成框圖五、光纖傳感器在環(huán)境保護方面的應用把摩托車排出的廢氣引進測量氣室，發(fā)動機速度由低速（約500r/m）到高速（約3000r/m）變化進行測試，所得實時測量結果曲線如圖所示，圖中A區(qū)為低速區(qū)，B區(qū)為高速區(qū)。

NO2濃度實時測量結果曲線

2、光纖NH3傳感器光纖NH3氣體傳感器的探頭結構如圖所示。光纖NH3氣體傳感器的探頭結構透氣膜采用疏水性好的聚四氟乙烯(PTFE)微孔過濾膜，既能把內充液與樣品溶液分開，又能使NH3的極性氣體透過。疏水性透氣膜將內充液密封在PVC外套管與光纖末端形成的空腔內，用固定螺釘調節(jié)光纖末端與透氣膜之間充液層的厚度，指示劑直接溶于內充液中，并且被吸附于陰離子交換膜上。pH敏感膜固定于光纖末端置于內充液中，采用聚四氟乙烯作為防水密封膜。氣體穿過透氣膜進入探頭，