透射式光纤传感器-精.ppt

对射式光纤传感器的原理与应用
光电07301班第一小组
廖生彪王维项志明
透射式光纤传感器的原理图
发射光纤与接收光纤对准,光强调制信号加在移动的遮光板上,或者直接移动接收光纤。使接收光纤只能收到发射光纤发出的部分光,从而实现调制。图5-6(a)为动光纤式光强调制模型,用来测量位移、压力、温度等物理量。这些物理量的变化使接收光纤的轴线相对于发射光纤错开一段距离x.
光强按5-6(b)所示的曲线减弱。图中D是纤芯直径。光强度调制器的线性度和灵敏度都很好
带有遮光屏的透射式光强调制结构
采用双透镜系统使入射光纤在出射光纤上聚焦,遮光屏在垂直于两透镜之间的光传播方向上下移动。这种传感器光耦合计算方法与反射式传感器是一样的.
在上述的简化分析限定范围内,比值δ/r与可移动遮光屏及两透镜问半径为r的光柱相交叠面积的百分比α。
不用透镜的两光纤直接耦合系统,结构虽然简单,但也能很好地工作。只是接收光纤端面只占发射光纤发出的光锥底面的一部分,使光耦合系数减小,灵敏度也降低一个数量级(r/dT)2。
遮光屏是由等宽度,交替排列着的透明区和不透明区的光栅组成,其中一支为固定光栅,另一支为可移动光栅。
在简单的遮光屏透射式光强调制基础上,还可以改进以提高测量的灵敏度。
利用两个周期结构的光栅遮光屏传感器,通过一对光栅遮光屏的透射率,从50%(当两个屏完全重叠时)变到零(当一个屏的不透明条完全覆盖住另一个屏的透明部分)。在此周期性结构范围内,光的输出强度是周期性的。而且它的分辨率在光珊条纹间距的10-6数量级以内。这是能够构成很灵敏、很简单、高可靠的位移传感器的基础。
透射式光纤传感器的应用
透射式光纤温度传感系统方框图
透射式光纤传感器实物图
遮光式光纤温度计
当温度升高时,双金属片的变形量增大,带动遮光板在垂直方向产生位移从而使输出光强发生变化。
接收
光源
1
2