分布式光纖傳感技術(shù)(已修改)
2025-05-13 22:47 本頁面
【正文】 分布式光纖傳感 技術(shù)與應(yīng)用 1 內(nèi)容概要 ?光纖傳感技術(shù)簡介 ?光纖傳感器的分類 ?光纖傳感技術(shù)的發(fā)展 ?分布式光纖傳感技術(shù) ? 相位調(diào)制型分布式傳感器 ? 散射型分布式傳感器 ?分布式光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用 2 一 光纖傳感技術(shù)簡介 ?光纖傳感器用光作為敏感信息的載體，用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì)。 ?同時具有光纖及光學(xué)測量的特點： ? ①電絕緣性能好。 ? ②抗電磁干擾能力強(qiáng)。 ? ③非侵入性。 ? ④高靈敏度。 ? ⑤容易實現(xiàn)對被測信號的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。 ?光纖傳感器可測量位移、速度、加速度、液位、應(yīng)變、壓力、流量、振動、溫度、電流、電壓、磁場等物理量 3 二 光纖傳感器的分類 ?根據(jù)光纖在傳感器中的作用 ? 可分為功能型、非功能型和拾光型三大類 ?根據(jù)光受被測對象的調(diào)制形式 ? 可分為：強(qiáng)度調(diào)制型、 相位調(diào)制型、 偏振調(diào)制 型 、頻率調(diào)制 型四大類 ?根據(jù)光是否發(fā)生干涉 ? 可分為干涉型和非干涉型 ?根據(jù)是否能夠隨距離的增加連續(xù)地監(jiān)測被測量 ? 可分為分布式和點式 4 ?功能型 （ 全光纖型 ） 光纖傳感器 ? 利用對外界信息具有敏感能力和檢測能力的光纖 (或特殊光纖 )作傳感元件 ， 將 “ 傳 ” 和 “ 感 ” 合為一體 。 ?非功能型 （ 或稱傳光型 ） 光纖傳感器 ? 光纖僅起導(dǎo)光作用，只 “ 傳 ” 不 “ 感 ” ，對外界信息的 “感覺 ” 功能依靠其他物理性質(zhì)的功能元件完成。 ?拾光型光纖傳感器 ? 用光纖作為探頭 ， 接收由被測對象輻射的光或被其反射 、散射的光 。 其典型例子如光纖激光多普勒速度計 、 輻射式光纖溫度傳感器等 。 信號 處理 光受 信器 光發(fā)送器 光纖 耦合器 被測對象 5 ?光纖傳感是對光波的參量進(jìn)行調(diào)制 → 可調(diào)制參量： ?強(qiáng)度調(diào)制型光纖傳感器 ? 是一種 利用被測對象的變化引起 敏感元件的折射率 、 吸收或反射等參數(shù)的變化 ， 而導(dǎo)致 光強(qiáng)度變化 來實現(xiàn)敏感測量的傳感器 。 ?相位調(diào)制傳感器 ? 其基本原理是利用被測對象對敏感元件的作用 ， 使敏感元件的折射率或傳播常數(shù)發(fā)生變化 ， 而 導(dǎo)致光的相位變化 ， 進(jìn)而 使兩束單色光所產(chǎn)生的干涉效果發(fā)生變化 ， 通過檢測干涉效果的變化量來確定光的相位變化量 ， 從而得到被測對象的信息 。 ）（ kztEE ?? ?c o s0?? kztkE ??? ,0?6 根據(jù)光受被測對象的調(diào)制形式分類 ?頻率調(diào)制光纖傳感器 ? 是一種利用單色光射到被測物體上反射回來的光的頻率發(fā)生變化來進(jìn)行監(jiān)測的傳感器。 ?偏振調(diào)制光纖傳感器 ? 是一種利用光偏振態(tài)變化來傳遞被測對象信息的傳感器 。 7 傳感器 光學(xué)現(xiàn)象 被測量 光纖 分類 干 涉 型 相位調(diào)制型 彈光效應(yīng) Sagnac效應(yīng) 電、磁致伸縮 振動、壓力、加速度、位移 角速度 電場、電壓、電流、磁場 SM、 PM SM、 PM SM、 PM a a a 非 干 涉 型 強(qiáng)度調(diào)制型 遮光板遮斷光路 光纖微彎損耗 氣體分子吸收 位移 振動、壓力、加速度、位移 氣體濃度 MM SM MM b b b 偏振調(diào)制型 法拉第效應(yīng) 泡克爾斯效應(yīng) 雙折射變化 電流、磁場 電場、電壓、 溫度 SM MM SM b,a b b 頻率調(diào)制型 多普勒效應(yīng) 拉曼散射 布里淵散射 速度、流速、振動、加速
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