第10章 光纤传感器

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十章 光纤传感器,本章知识点（技能点）：,1,光纤的传光原理,2,光纤的传感器的分类,3,光纤传感器的优点,4,光纤在位移、液位、压力、微小振幅、声波和温度检测中的应用,先导案例,：,如图为光纤传感器应用于工件连续输送过程中计数控制系统的例子。尽管工件在输送过程中相互之间是没有缝隙的,但是,可以利用光纤传感器检测微小尺寸的特征和优势对其进行计数。,10.1,光纤的传光原理,10.2,光纤的传感器的分类,光纤传感器根据工作原理可以分成两大类：功能型和传光型。,工作原理基于光纤的光调制效应，即光纤在外界环境因素,(,如温度、压力、电场、磁场等,),改变时，其传光特性,(,如相位与光强,),会发生变化的现象。因此，如果能测出通过光纤的光相位、光强变化，就可以知道被测物理量的变化。,一种是把敏感元件置于发送与接收的光纤中间。在被测对象的作用下，使敏感元件遮断光路，或使敏感元件的,(,光,),穿透率发生变化，从而使光探测器所接受的光量成为被测量调制的信号。另一种是在光纤终端设置“敏感元件,+,发光元件”的组合件。敏感元件感受被测对象并将其变换为电信号后作用于发光元件，最终以发光元件的发光强度作为测量所得信号。,10.3,光纤传感器的优点,（,1,）光纤是电绝缘介质，光纤传感器耐高压、耐腐蚀，可以使用在易燃、易爆场合；,（,2,）光纤是无电源的器件，不会对被测物和被测环境产生影响；,（,3,）灵敏度高；,（,4,）频带宽，动态范围广、响应快；,（,5,）在同样的技术基础上可以测出不同的物理量；,（,6,）可以在一根光纤上分布很多传感器，采用不同的技术实现分布式测量；,（,7,）可以与电脑联接实现远距离、自动化监测；,（,8,）体积小、重量轻；,（,9,）寿命长，数据可靠。,10.4,光纤传感器的应用,1,）传光型光纤位移传感器,2,）光纤液位计,3,）光纤压力传感器,4,）激光多普勒效应测振系统,（,5,）光纤声纳,光纤即使受到一点很微小的外力作用时，也会产生微弯曲，使它的传光能力发生很大的变化。而声音是一种机械波，它对光导纤维的作用，也就是使光纤受力产生微小弯曲，探测光线经过微弯曲纤维后引起的变化，就可知道声音的强弱，这种光纤声传感器实际上就是一种光纤声纳。,6,）光纤温度传感器,当外界温度即使有极微小的变化时，由激光器发出的激光经过入射光纤射入半导体材料，在经过半导体晶体以后，光线的强度就发生了变化，测量由出射光纤输出的光的强度，就可精确地测量出测温点的温度。光纤温度计十分小巧灵敏，准确可靠，制作也很容易，价格便宜，因此得到了越来越广泛的应用。,