光纤位移传感器(Fiber Optic Displacement Sensor,简称FODS)是一种利用光学原理进行位移测量的传感器。它可以通过检测光纤中的光线光路长度变化来测量被测试物体的位移、形变等。
FODS具有高精度、大量程、非接触、耐腐蚀、防干扰、信号稳定等特点。广泛应用于工业领域中需要进行微小位移和形变测量的场合,如机械加工、冶金矿山、化工、电力、医疗等行业。
FODS利用磨损、断裂、弯曲、拉伸等方式导致的光纤透光性变化,通过测量光纤端面反射光的强度或时间,来测量被测试物体的位移或形变等参数。其主要构成部分包括激光光源、探测器、光纤等组成。
当被测试物体发生位移或形变时,光纤纤芯与外部环境之间的折射率发生变化,使得入射光线在光纤中发生反射或折射。此时,透过光纤从探测器端接收到的反射光强度或时间就会发生变化,可以据此推算出Mach-Zehnder干涉仪或Michelson干涉仪中的光程差,进而获取被测试物体的位移或形变等参数。
按测量原理分类,FODS主要分为弯曲型、拉伸型、微形变型、光栅型、激光干涉型等几种。它们的应用领域包括位移测量、形变测量、位移反馈控制、振动测试、应力检测、温度补偿等方面。
在机械加工、电力、交通、石油等行业中,FODS可用于测量机床、发电机、火车轨道、油井井筒等设备的位移和形变,并对其进行相应控制;在医疗领域,FODS可用于测量人体血管弹性变化等重要参数。
在应用领域需要高精度位移和形变测量的大趋势下,FODS将会继续得到广泛的应用和发展。随着光纤技术、计算机技术和微电子技术的不断发展,FODS将不断提高其精度、稳定性和可靠性,缩小其体积和尺寸,逐步完善其在各领域的应用体系和工作机制,取得更加显著的技术和应用成果。