光纤传感器课件(共41张PPT).pptx

光纤传感器课件;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;第二十五页，共41页。 11 微弯损耗光强调制器及其传感器 第三十三页，共41页。 实际使用中大多使用光缆，即多根光纤组成的线缆。 2 光强调制型光纤传感器 3）塑料光纤，用人工合成导光塑料制成，其损耗较大，但质量轻，成本低，柔软性好，适用于短距离导光。 4 功能型光纤传感器 介质的折射率越高，则光线在该介质中传播得越慢。 光纤传感器始于1977年，经过数十年的研究，光纤传感器取得了十分重要的进展，对军事、航天航空技术和生命科学等的发展起着十分重要的作用。 1 光纤传感器构成示意图 2．耦合器：其作用是使光源发出的光通量尽可能进入光纤，若不用耦合器，光的损耗会很大。 22 工业用内窥镜原理图 13 临界角光强调制型光纤传感器 光纤的数值孔径（NA）φ1---φc，θ---θc：sinφc= n2/n1 4．连接器：用于光纤间对接的专门部件，通常是一个三维可调的精密机械机构，目的是在尽可能减少光损失的条件下实现光纤间的连接。; 2．应用举例 若传感光纤受物理量的作用，则光纤的长度、直径和折射率将会发生变化，将会引起传播光的相位角也发生变化。 如果在传感光纤和参考光纤的汇合端放置一个光电探测器，就可以将合成光强的强弱变化转换成电信号大小的变化，如图所示。 ;9.4.2 光强调制型光纤传感器 光强调制型光纤传感器的工作原理是利用外界因素改变光纤中光的强度，通过检测光纤中光强的变化来测量外界的被测参数，即强度调制。 1．微弯损耗光强调制 ; 2．临界角光纤压力传感器 临界角光纤传感器也是一种光强调制型传感器。临界角jc由纤芯折射率n1和光纤端部介质的折射率n3决定， 当被测介质压力（或温度）变化时，将使纤芯的折射率n1和介质的折射率n3发生不同程度的变化，引起临界角发生改变，返回纤芯的反射光强度也随之发生变化。基于这一原理，有可能设计出一种微小探针型压力传感器。 ;9.5 非功能型光纤传感器 ;9.5.2 改变光纤相对位置的光强调制型光纤传感器 受抑全内反射光纤压力传感器是利用改变光纤轴向相对位置对??强进行调制的一个典型例子。 ;9.6 光纤传感器的应用 ;;9.6.2 光纤流量传感器 用一个小型光电探测器接收斑图中的亮区，便可接收到光纤振动的信号，经过频谱仪分析便可检测出振动频率，由此可计算出液体的流速及流量。 ;9.6.3 光纤图像传感器 1．工业用内窥镜 ;小 结 光纤传感器是将光源入射的光束经由光纤送入调制区，在调制区内，外界被测参数与进入调制区的光相互作用，使光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化而成为被调制的信号光，再经光纤送入光敏器件、解调器而获得被测参数。光纤传感器分为两类：一类是利用光纤本身具有的某种敏感功能的FF型，简称功能型传感器；另一类是光纤仅起传输光的作用，必须在光纤端面加装其他敏感元件才能构成传感器的NFF型，简称非功能型传感器。 功能型光纤传感器主要使用单模光纤，此时光纤不仅起传光作用，而且还是敏感元件。功能型光纤传感器分为相位调制型、光强调制型和偏振态调制型三种类型。 非功能型光纤传感器中光纤不是敏感元件，它是利用在光纤的端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件，感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。非功能型光纤传感器分为传输光强调制型和反射光强调制型两类。;作业