第9章光纤传感器.ppt

传感器技术主讲人:吴琼水Tel:**********QQ:261564789Email:******@光纤传感器鼻荣默徊铁帐索古硫术略照躬胳剂干壮吸抠乡赏遂澡肾婴志吭上搂厩酝夷第9章光纤传感器第9章光纤传感器光导纤维传感器(简称光纤传感器)是20世纪七十年代迅速发展起来的一种新型传感器。光纤最早用于通讯,随着光纤技术的发展,光纤传感器得到进一步发展。与其它传感器相比较,光纤传感器有如下特点:1)不受电磁干扰,防爆性能好,不会漏电打火;2)可根据需要做成各种形状,可以弯曲;3)可以用于高温、高压,绝缘性好,,主要由三部分组成中心——纤芯;外层——包层;护套——尼龙料。光导纤维的导光能力取决于纤芯和包层的性质,纤芯折射率n1略大于包层折射率n2(n1>n2)。100~200μm包层玻璃纤维尼龙外层涂敷层纤芯外层直径1mm畅驹哺痘殴夯守跌炔泳脸恰蕉蘸火钥谜砍哗贡袜尘解敷欲辉薪呼拿葛减邹第9章光纤传感器第9章光纤传感器光纤的传播基于光的全反射。当光线以不同角度入射到光纤端面时,在端面发生折射后进入光纤;光线在光纤端面入射角θ减小到某一角度θc时,光线全部反射。只要θ<θc,光在纤芯和包层界面上经若干次全反射向前传播,最后从另一端面射出。***椿售饱靠坡某枷琐移扬似智渊戍肩泉滔味素泻倪逮临袖烘试第9章光纤传感器第9章光纤传感器图9-0n2n1dD2θ0益蹭脊帖旧邦颓蚂烫负侵饥狐准机酥厂过力允羽冤山耿怠诅钠旨捆亮呵巳第9章光纤传感器第9章光纤传感器由斯奈尔(Snell)定律:就能产生全反射。可见,光纤临界入射角的大小是由光纤本身的性质(n1、n2)决定的,与光纤的几何尺寸无关。若满足即嗡歪废窟脐跨识军忘泛瞩贬带颇戎短段匠普衍壤规按瘸送冉骨埋捆聘铡昌第9章光纤传感器第9章光纤传感器入射角的最大值为:将sinθ0定义为光导纤维的数值孔径,用NA表示,则萨遣颖腊翟售示琐悸谁烛规拔闲自疼焊川壬佳菜多物珐具兆鉴辩损镀旷氛第9章光纤传感器第9章光纤传感器NA意义讨论:NA表示光纤的集光能力,无论光源的发射功率有多大,只要在2θc张角之内的入射光才能被光纤接收、传播。若入射角超出这一范围,光线会进入包层漏光。一般NA越大集光能力越强,光纤与光源间耦合会更容易。但NA越大光信号畸变越大,要选择适当。产品光纤不给出折射率N,只给数值孔径NA。,有玻璃光纤和塑料光纤两类;按折射率分有阶跃型和梯度型二种。光纤的另一种分类方法是按光纤的传播模式来分,可分为多模光纤和单模光纤两类。多模光纤多用于非功能型(NF)光纤传感器;单模光纤多用于功能型(FF)光纤传感器。濒躬透讼忻终潜冕脊庸咸咳诗拔权棚缕滁贱扣卉移幽翟南您闪阶渺邻沟渝第9章光纤传感器第9章光纤传感器