光纤传感器的应用举例.ppt

光纤式传感器应用举例
光纤温度传感器
2光纤位移传感
3光纤流量、流速传感器
4光纤磁传感器
5医用光纤传感器
6分布式光纤传感器
光纤式传感器应用举例
7工业用内窥镜
8光纤加速度传感器
9光纤光栅传感器
10光纤层析成像分析技术及应用
11光纤纳米生物传感器
12光纤传感领域的发展
1光纤温度传感器
光纤测温技术是一种新技术,光纤温度传感器
是工业中应用最多的光纤传感器之一。按调制原理
分为相干型和非相干型两类。在相干型中有偏振干
涉、相位干涉以及分布式温度传感器等;在非相干
型中有辐射温度计、半导体吸收式温度计、荧光温
度计等。
1光纤温度传感器
半导体吸收式温度传感器
半导体材料的光吸收和温度的关系曲线如图所
示。半导体材料的吸收边波长λ(T)随温度增加而向
较长波长方向位移。
透射强度
T1<T3<T
吸收边
波长
1光纤温度传感器
若能适当选择发光二极管,使其光谱范围正好
落在吸收边的区域,即可做成透射式光纤温度传感
器。透过半导体的光强随温度升高而减少
透光增
透射强度
T1<T3<T
射强度
12≤T
吸收边
波长
波长
1光纤温度传感器
图示为双光纤参
放大
料以考基准通道法半导体
至外迎/除法器
吸收式光纤温度传感
放大」对称式光纤探期器器的结构框图。
光源为 GaAlas发光二极管,测温介质为测量光纤
上的半导体材料CdTe。参考光纤上面没有敏感材料
采用除法器消除外界干扰,提高测量精度。测温范围
在40℃~120℃之间,精度为±1℃。
1光纤温度传感器

温度变化能引起光纤中传输光的相位变化,利用
光纤干涉仪检测相位变化即可测得温度。图示是利用
马赫一曾特尔干涉仪测温的原理图。光通过信号臂产
生的相位变化为
分束器
激光器F匚
扩束器
()
显微物镜
单模光纤
式中,L为感受温度变化的光
纤段的长度,A为光源波长
被测温度场
光探测器
1光纤温度传感器
例81若已知光源波长4=,对n
1456的单模石英玻璃光纤,有
dL
dn
5×10/°C,
0×100/C
LdT
dT
试计算在1m的光纤上,温度每变化1℃时,将有
几根条纹移动
1光纤温度传感器
解根据式(),对温度求导得
d2π(rd
L()
n
do 2( dn n dL
ldt dT LdT
代入已知条件得
107 rad/)
LaT
则条纹移动数m
(2)≈17/(Cm)o
2光纤位移传感器

通过改变反射面与光纤端面之间的距离来调制
反射光的强度。Y形光纤束由几百根至几千根直径
为几十μm的阶跃型多模光纤集束而成。它被分成纤
维数目大致相等,长度相同的两東
发送光纤束
光源
接收光纤束
光电探测器
被测物