光纖傳感器在電力電纜分布式測溫的應用(已修改)
2025-06-30 20:10 本頁面
【正文】 華中科技大學電氣與電子工程學院光纖傳感技術(shù)專題報告課 題： 光纖傳感器在電力電纜分布式測溫的應用指導老師： 班 級： 學 號： 學生姓名： 日 期： 專題報告評價與成績課題：評價：成績：教師簽名： 日 期： 光纖傳感器在電力電纜分布式測溫的應用1 光纖傳感器光纖傳感器是近幾十年來迅速發(fā)展起來的一種新型傳感器。它具有抗電磁干擾、電絕緣性好、靈敏度高、重量輕、能在惡劣環(huán)境下工作等一系列優(yōu)點，因而具有廣泛的應用前景。光纖是利用光的全反射原理來引導光波的。當光波在光纖中傳輸時，表征光波的特征參量(振幅、相位、偏振態(tài)、波長等)，會由于被測參量(溫度、壓力、加速度、電場、磁場等)對光纖的作用而發(fā)生變化，從而引起光波的強度、干涉效應、偏振面發(fā)生變化，使光波成為被調(diào)制的信號光，再經(jīng)過光探測器和解調(diào)器從而獲得被測參量的參數(shù)。光纖傳感器可以按傳感原理分為兩類：一類稱為功能型傳感器，它的光纖對被測信號兼有敏感和傳輸?shù)淖饔?，即它具有傳與感合一的特點；另一類稱為非功能型傳感器，它的光纖僅起傳輸?shù)淖饔?，而對被測信號的感覺則是利用其他光學敏感元件來完成的。光纖傳感器還可以按光波在光纖中被調(diào)制的原理分為：光強調(diào)制型、相位調(diào)制型、偏振態(tài)調(diào)制型和波長調(diào)制型等幾種形式。 光強調(diào)制型這是一種利用被測量的變化引起光纖中的光強發(fā)生變化的光纖傳感器。能夠引起光纖中光強發(fā)生變化的因素有；改變光纖的徽彎狀態(tài)，改變光纖對光波的吸收特性，改變光纖包層的折射率。下面分別討論利用以上三個因素制成的光強調(diào)制型光纖傳感器的應用原理。 改變光纖的微彎狀態(tài)利用微彎效應制成的光纖位移傳感器的原理如圖1。它是利用多模光纖在受到彎曲時，一部分芯模能量會轉(zhuǎn)化為包層模式能量這一原理，通過測包層模式能量的變化來測量位移。例如：利用這一原理制成的光纖報警器，其基本原理是光纖呈彎曲狀織于地毯中，當有人站在地毯上時，地毯彎曲狀加劇，引起光纖光強變化，產(chǎn)生報警信號。 改變光纖對光波的吸收特性x射線和r射線會使光纖材料的吸收損耗增加，從而使光纖輸出功率減小。利用這一原理可以制成光纖輻射傳感器，用于核電站大范圍的監(jiān)測。與此類似的還有光纖紫外光傳感器。紫外光照射會使光纖激發(fā)熒光，由熒光強弱探測紫外光強。這一類傳感器的關(guān)鍵是要制作特殊光纖。 改變光纖包層的折射率圖2是一種全內(nèi)反射光纖傳感器原理圖。它的光纖端面的角度被磨成恰好等于臨界角。從纖芯輸入的光將從端面全反射，經(jīng)反射鏡再沿原路返回輸出。當被測參量(折射率、濃度、溫度等)發(fā)生變化時，光纖端面包層的折射率發(fā)生變化，全反射的條件被破壞，因而輸出光強下降。由此原理可制成光纖液體濃度傳感器，光纖折射率計等。 相位調(diào)制型這類傳感器的基本原理是利用被測參量對光學敏感元件的作用，使敏感元件的折射率、傳感常數(shù)或光強發(fā)生變化，從而使光的相位隨被測參量而變，然后用干涉儀進行解調(diào)，即可得到被測參量的信
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