第11讲 光纤传感器_第1页
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第10讲光纤传感技术及其应用 1 光纤传感技术及其应用 1 光纤传感技术简介光纤技术的发展与动态光纤传感器的发展与动态光纤传感器的原理光纤传感器与电传感器的对比光纤传感器的特点与分类 2 光纤传感技术在各行业中的应用光纤压力传感器光纤温度传感器光纤液位传感器光纤阀位回讯器光纤成分在线检测技术光纤报警传感器其他光纤传感技术 2 光纤的发展与动态 1966年高昆博士提出光纤传输的理论1969年日本平板玻璃公司制出200dB KM梯度光纤1970年美康宁公司制出世界第一根20dB KM低损耗光纤1972年日本电子技术综合研究所制出7dB KMSiO2芯光纤1973年美贝尔实验室用化学沉积法 CVD 制光纤1978年对1 5 m光传输接通理论值约0 2dB KM1980年光通讯产业形成 70年代末 美最先发表FOS文章1981年美召开光纤陀螺会议1981年英第一届国际FOS会议1984年西德第一届FOS会议1986年美第三届FOS会议1988年日本第四届FOS会议1989年美第五届FOS会议2000年意大利第十四届FOS会议 3 光纤传感器的原理 将被测参量转换为光信号参数的变化 光纤的结构 光纤传光原理 全反射 n1 n2入射角 i 光纤传光原理 折射 光纤传光与数值孔径 光束在芯子内全反射的条件 大气介质 数值孔径的意义是无论光源发射功率有多大 只有2 0张角之内的光功率被光纤接受传播 一般希望光纤有大的数值孔径 这有利于耦合效率的提高 但数值孔径大 光信号将产生大的 模色散 入射光能分布在许多个模式中 各模式的速度不同 导致各个能量分量到达光纤远端的时间不同 信号将发生严重畸变 所以要适当选择 典型的光纤 0 10 4 光纤模式及其对光信号传输的影响 5 光纤传感器与电类传感器对比 从对比可见光纤传感器与电类传感器是并行互补的一类新型传感器 6 光纤传感器的特点 本质防爆适合于易燃 易爆等危险物品检测 对电绝缘适合于高电压场合检测 无感应性适合于强电磁场干扰环境下检测 化学稳定性适合于环保 医药 食品工业检测 时域变换性适合于多点分布测量 低损耗 大容量 高精度 尺寸小 重量轻 非接触式 1 光纤传感器在易燃易爆场合的应用 7 光纤传感器的应用 2 光纤传感器在高电压 强电磁场干扰场合的应用 3 光纤传感器在实时 在线检测中的应用 8 光纤传感器的分类 传输型光纤仅传输信号 不起敏感作用传感型光纤既传输信号 又是敏感元件 1 传感信号光纤传输网络 0 10mA 0 5V 光 电变换 计算机 电阻 电容 光纤传输网络 光纤 传输量大 传输距离远 不怕电磁干扰 接口方式齐全 电感 电脉冲 光参量 2 光纤转速传感器 非接触测量方式 3 点式光纤液位传感器 适用于高 低液位报警密封加油控制 光纤液位传感器 4 光纤阀位回讯器 5 光纤温度传感器 阻光型 6 光纤温度传感器 折光型 7 光纤高温温度传感器 光谱型 光纤温度传感器示意框图 光纤光栅用于温度报
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