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文档简介

1、9.4 光纤传感器的应用,例9-1 光纤温度开关,图9-9 水银柱式光纤温度开关 1 浸液；2 自聚焦透镜；3 光纤；4 水银,图9-10 热双金属式光纤温度开关 1 遮光板； 2 双金属片,例9-2 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。,例9-3 透射型半导体光纤温度传感器,半导体的吸收光谱与材料的Eg有关，而Eg却随温度的不同而不同。Eg与温度t的关系可表示为：,半导体材料的Eg随温度的上升而减小，亦即其本征吸收波长g随温度的上升而增大。,这个性质反映在半导体的透光性上则表现为：当温度升高时，其透射率曲线将向长波方向移动

2、。若采用发射光谱与半导体的g（t）相匹配的发光二极管作为光源，则透射光强度将随 着温度的升高而 减小，即通过检 测透射光的强度 或透射率，即可 检测温度变化。,图9-12 半导体透射测量原理,利用半导体的吸收特性制作的光纤温度传感器的单端式探头结构如图。光纤中的入射光线经探头顶部的反射膜反射后返回，在光路中放入对温度敏感的半导体薄片对光进行吸收，则出射光强将随温度的变化而变化。,例9-4 膜片反射式光纤压力传感器,Y形光纤束的膜片反射型光纤压力传感器如图。在Y形光纤束前端放置一感压膜片，当膜片受压变形时，使光纤束与膜片间的距离发生变化，从而使输出光强受到调制。,光纤被夹在一对锯齿板 中间，当光

3、纤不受力时 ，光线从光纤中穿过， 没有能量损失。当锯齿 板受外力作用而产生位 移时，光纤则发生许多 微弯，这时在纤芯中传输的光在微弯处有部分散射到包层中.,例9-5 微弯光纤压力传感器,微弯光纤压力传感器,原来光束以大于临界角C的角度1在纤芯内传输为全反射；但在微弯处21，一部分光将逸出，散射入包层中。当受力增加时，光纤微弯的程度也增大，泄漏到包层的散射光随之增加，纤芯输出的光强度相应减小。因此，通过检测纤芯或包层的光功率，就能测得引起微弯的压力、声压，或 检测由压力引起的 位移等物理量。,例9-6 光弹式光纤压力传感器,图9-17 光弹性式光纤压力传感器 1、7 起偏器；2、8 1/4波长板；3、9 光弹性元件；4、10 检偏器；5 光纤；6 自聚焦透镜,从光源发出的光经起偏器后成为直线偏振光。当有与入射光偏振方向呈45的压力作用于晶体时，使晶体呈双折射从而使出射光成为椭圆偏振光， 由检偏器检测出与入射 光偏振方向相垂直方向 上的光

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