光纤传感器设计课件.pptx

光纤传感器OpticalFiberSensor1目录光纤传感背景光纤传感原理光纤传感应用2传感器分类3传感器比较4分类内容光纤传感器电类传感器调制参量振幅:吸收、反射等相位、偏振态…..电阻、电容、电感等敏感材料温-光敏、力-光敏、磁-光敏…温-电敏、力-电敏、磁-电敏…传输信号光电传输介质光纤、光缆电线、电缆光纤传感器是与电类传感器并行互补的一类新型传感器。5光波在光纤中传播时,表征光波的特征参量(振幅、相位、偏振态、频率等),因外界因素(如温度、压力、应力、磁场、电场…等)的作用而直接或间接地发生变化,从而可将光纤用作传感元件来探测各种物理量。优点高灵敏度、高精度、高速度质轻、体小、外形可变环境适应性强;耐腐蚀、无电火花、安全可靠对被测介质影响小被测对象广泛便于复用,eleration流量Flowrate振动Vibration化学成分Chemicalconcentrations电/icFields转速Rotationrate可测量的物理量7强度调制型光纤传感器IntensityModulationOFS相位调制型光纤传感器PhaseModulationOFS偏振调制型光纤传感器PolarizationModulationOFS波长调制型光纤传感器WavelengthModulationOFS光纤传感器(OFS)分类8是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射等参数的变化,而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。有利用光纤的微弯损耗;各物质的吸收特性;振动膜或液晶的反射光强度的变化;物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的现象;以及物质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度、位移、气体等各种强度调制型光纤传感器。优点:结构简单、容易实现,成本低。缺点:受光源强度波动和连接器损耗变化等影响较大。强度调制型传感器9当一恒定光源的光波IIN注入调制区,在外力场强Is的作用下,输出光波的强度被Is所调制,载有外力场信息的出射光IOUT的包络线与Is形状相同,光(强度)探测器的输出电流ID(或电压)也反映出了作用力场。同理,可以利用其他各种对光强的调制方式,如光纤位移、光栅、反射式、微弯、模斑、斑图、辐射等来调制入射光,从而形成相应的调制器。10滤模器激光器光探测器信号处理变形器光纤微弯传感器