光纤传感器的应用举例文档资料

12345 若能适当选择发光二极管，使其光谱范围正好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。器。透过半导体的光强随温度升高而减少。6 光源为光源为GaAlAs发光二极管，测温介质为测量光纤发光二极管，测温介质为测量光纤上的半导体材料上的半导体材料CdTe。参考光纤上面没有敏感材料。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。测温范围采用除法器消除外界干扰，提高测量精度。测温范围在在40 120 之间，精度为之间，精度为1。7)20.8(2nL式中，式中，L为感受温度变化的光为感受温度变化的光纤段的长度，纤段的长度，为光源波长。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8C/1010ddC/105dd67TnTLL,试计算在试计算在1 m的光纤上，温度每变化的光纤上，温度每变化1 时，将有时，将有几根条纹移动。几根条纹移动。9解解 根据式根据式(8.20)，对温度求导得，对温度求导得)20.8(2nLTLnTnLTdddd2ddTLLnTnTLdddd2dd代入已知条件得代入已知条件得m)Crad/(107ddTL则条纹移动数则条纹移动数 。)mC/(17)2/(ddTLm1011位移MABCD1234XM1随机分布2对半分布3同轴分布4同轴分布发送光纤接收光纤反射光强121随机分布；随机分布；2对半分布；对半分布；3同轴分布；同轴分布；4同轴分布同轴分布位移MABCD1234XM1随机分布2对半分布3同轴分布4同轴分布发送光纤接收光纤反射光强AMB CDM131随机分布；随机分布；2对半分布；对半分布；3同轴分布；同轴分布；4同轴分布同轴分布位移MABCD1234XM1随机分布2对半分布3同轴分布4同轴分布发送光纤接收光纤反射光强AMB CDM14151234567889101氦氖激光器；氦氖激光器；2分束分束器；器；3扩束镜；扩束镜；4反射反射镜；镜；5可移动四面体棱镜；可移动四面体棱镜；6全息照片；全息照片；7光纤参光纤参考臂；考臂；8光探测器；光探测器；9可逆计数器；可逆计数器；10光阑光阑161234567889101氦氖激光器；氦氖激光器；2分束分束器；器；3扩束镜；扩束镜；4反射反射镜；镜；5可移动四面体棱镜；可移动四面体棱镜；6全息照片；全息照片；7光纤参光纤参考臂；考臂；8光探测器；光探测器；9可逆计数器；可逆计数器；10光阑光阑17入射光水管重物斑图dlh18入射光水管重物斑图dlh19)23.8(/dsf式中式中，为流速；为流速；d为光纤直径；为光纤直径；s为斯特罗哈数为斯特罗哈数(无量无量纲纲)，当雷诺数当雷诺数Re在在500150000范围内时，对圆柱体范围内时，对圆柱体s0.2。20212223)24.8(cos2nf 式中，式中，为血流速度；为血流速度；n为血液的折射率；为血液的折射率；为为光纤轴线与血管轴线的光纤轴线与血管轴线的夹角；夹角；为激光波长。为激光波长。ff24f1+ff f1 将参考光信号与将参考光信号与多普勒频移信号进行多普勒频移信号进行混频，就得到要探测混频，就得到要探测的信号。这种方法称的信号。这种方法称为为光学外差法光学外差法。ff25f1+fff1ff262728光源保偏光纤法拉第盒PHD1D2-+渥拉斯渥拉斯登棱镜登棱镜29)26.8()45(sin)25.8()45(cos202201IIII式中，式中，为偏振面的旋转角度；为偏振面的旋转角度；I0为入射光强；为入射光强；I1、I2为两偏振光的强度。为两偏振光的强度。30)27.8(2sin2121IIIIP通过测量通过测量P就能确定就能确定，利用式，利用式(8.17)即可确定即可确定B。3132磁场光源磁性膜光纤参考光纤光检测器电输出333435导管光纤束反射镜防水薄膜悬臂梁Pp防水薄膜3637383940脉冲激光器电子处理系统输入脉冲耦合器探测器输出局部微扰（损耗）连续传感光纤zl n(Ps)斜率i斜率i光纤端面反射t=2nz/ci41)28.8(22ncttz)29.8(2minncz 一般情况下，一般情况下，OTDR反射信号很弱，要获得高反射信号很弱，要获得高信噪比，常常需要对多个探测脉冲求平均。信噪比，常常需要对多个探测脉冲求平均。424344454647484950515253545556