光纤传感器的应用举例技术分析.pptx

光纤式传感器应用举例 1光纤温度传感器 2光纤位移传感器 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 。半导体材料的吸收边波长? g(T) 随温度增加而向较长波长方向位移。 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。 1光纤温度传感器图示为双光纤参考基准通道法半导体吸收式光纤温度传感器的结构框图。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 2 .干涉型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—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)20 .8( π2nL ???式中, L 为感受温度变化的光纤段的长度, ?为光源波长。氦氖激光器扩束器分束器显微物镜单模光纤被测温度场光探测器 若已知光源波长?= ?m ,对 n= 的单模石英玻璃光纤,有 C/10 10 d dC/10 5d d 6 7????????T n TL L, 试计算在 1 m 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)20 .8( π2nL ???????????T LnT nLTd dd dπ2d d??????????T LL nT nTLd dd dπ2d d??代入已知条件得 m) C rad/( 107 d d???TL ?则条纹移动数。)mC /(17 )π2 /(d d????TL m ?2光纤位移传感器 。 Y 形光纤束由几百根至几千根直径为几十?m 的阶跃型多模光纤集束而成。它被分成纤维数目大致相等,长度相同的两束。