土木工程结构试验3章1(14)

土木工程结构试验

土木工程结构试验与检测 Testing and Inspection for Civil Engineering Structure

V 2

0(NA) (3.3.5)

式中 －纤芯半径；

0－入射波长。

模式值越大，允许传播的模式值越多。在信息传播中，希望模式数越少越好，若同一光信号采用多种模式会使光信号成为分不同时间到达的多个信号，导致合成信号畸变。模式值V小，就是 值小即纤芯直径小，只能传播一种模式，称单模光纤。单模光纤性能最好，畸变小、容量大、线性好、灵敏度高，但制造、连接困难。除单模光纤外，还有多模光纤（阶跃多模、梯度多模）。

（3）传播损耗（A）

光纤在传播时，由于材料的吸收、散射和弯曲处的辐射损耗影响，不可避免的要有损耗，用率减率A（dB/km）表示：

A 101g(I1/I2)

l (3.3.6)

在一根率减率为10dB/km的光纤中，表示当光纤传输1km后，光强下降到入射时的1/10；3dB/km光纤相当1km后，光强率减到入射时的一般。目前光纤传播损耗可达0.16dB/km。

3．光纤传感器类型（types of fiber optic sensor）

光纤目前可以测量70多种物理量，光纤的类型较多，大致可分为功能型和非功能型两类。

（1）功能型（function type fiber optic sensor）FF又称传感型

功能型光纤传感是利用光纤本身对外界被测对象具有敏感能力和检测功能，光纤不仅起到传光作用，而且在被测对象作用下，如光强、相位、偏振态等光学特性得到调制，调制后的信号携带了被测信息。如果外界作用时光纤传播的光信号发生变化，使光的路程改变，相位改变，将这种信号接受处理后，可以得到被测信号的变化。

（2）非功能型（non- function fiber-optic sensor）NFF又称传光型

非功能型光纤传感的光纤只当作传播光的媒介，待测对象的调制功能是由其它光电转换元件实现的，光纤的状态是不连续的，光纤只起传光作用。

4．反射式光纤位移传感器（reflection fiber-optic displacement sensor）

我们常常将机械量转换成位移来检测，利用光纤可实现无接触位移测量。光纤位移测量原理见图3.3.10。光源经一束多股光纤将光信号传送至端部，并照射到被测物体上。另一束光纤接受反射的光信号，并通过光纤传送到光敏元件上，两束光纤在被测物体附近汇合。被测物体与光纤间距离变化，反射到接受光纤上光通量发生变化。再通过光电传感器检测出距离的变化。

反射式光纤位移传感器一般是将发射和接收光纤捆绑组合在一起，组合的形式有不同，如：半分式、共轴式、混合式，混合式灵敏度高，半分式测量范围大。