基于强度调制原理液体浓度检测系统的研究(2)
然而，很多技术都需要复杂和昂贵的实验装置，不能用于流动液体浓度的测量，将他们应用于人们的生产生活中不现实，所以对于液体浓度检测方法和装置的进一步研究是有必要的。
本课题预通过浓度与折射率之间的联系，根据全反射定律、菲涅尔公式和朗伯-比尔定律对液体浓度的检测系统进行研究,期望获得低成本实用的液体浓度检测仪器，以满足人们生产生活的需要。
1.2 国内外溶液浓度检测技术
1.3.1 传感器的组成
传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。一般讲传感器是由敏感元件和转换元件组成，其中，敏感元件是指传感器中能够直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。但是由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调节与转换电路将其放大或转换为容易传输、处理、记录和显示的形式。同时，还需要一个为转换元件和信号调节转换电路提供电源的辅助电源。组成如图1-4所示[9]。
图1-4传感器的组成
1.3.2 光纤传感器的特点及其分类
光导纤文最早用于光通讯技术。在实际光通讯系统中发现，光纤收到外界环境因素的影响，如温度、压力、电场、磁场等环境条件变化，将引起其传输的光波量，如光强、相位、频率、偏振态的变化。因此，人们推测出如果能够测量出光波量的变化，就可以知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、磁场等物理量的大小，于是出现了光纤传感技术[10]。
光纤传感技术与传统的传感技术相比有很多特点，如灵敏度高，结构简单，体积小，耐腐蚀，电绝缘性好，光路可弯曲，以及便于实现遥测等。因此它一出现就受到重视，而且发展很快。
光纤传感器按其传感器原理分为两大类:一类是功能型(或称传感型、探测型)；另一类是非功能型(或称传光型、结构型、强度型、混合型)。利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器，称为功能性传感器；光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面加装其他敏感元件才能构成传感器，称为非功能性传感器。
1.3.3 强度调制型光纤传感器的发展动态
强度调制型光纤传感器，即利用被测量的因素变化改变光纤中光的强度，再通过光强的变化来测量外界物理量。常见的有利用光纤的弯曲损耗，各物质的吸收特性，振动膜或液晶的反射光强度的变化，物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象，以及物质的荧光辐射或光路的遮断等不定期构成压力、振动、温度、位移、气体等各种强度调制型光纤传感器。强度调制型有透射式温度调制、开光调制、反射式调制和折射率调制等。
与其它类型的光纤传感器相比，强度调制型光纤传感器具有成本低、结构简单、设计灵活、产品实用化性强等优点，因而得到了快速发展和应用。目前国内外关于这方面的最新研究动向包括[11-17]：
以市场为导向开发新产品。在国际市场上，强度调制型光纤传感器的应用领域主要在工业过程控制、核、医学等方面；而国内主要用于钢铁厂、化工厂内的恶劣环境中以及一些要求测量精度较高的科研和工业应用中。
强度调制型光纤传感器用于实际测量的主要问题是长时间的漂移效应。它主要是由光纤传输过程中的衰减，耦合器、分束器、连接器等性能不佳，光源输出功率不稳定和探测器本身质量问题造成的。目前，国外对光纤传感器的固有调制形式进行了研究，对于不同的调制方法采用不同的参考光路，引入参考信号解决光学结构的漂移对测量结果的影响，就是在光纤传感器的传感头上采用比较技术，以解决漂移效应，使光纤传感器实用化。