【正文】 核輻射傳感器 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 1． ? 射線 ? 放射性同位素原子核中可以發(fā)射出 ? 粒子。由于 HN911的 2腳輸出的電平正好與其 1腳電平相反，故可用 2腳的輸出控制自動門的關閉。 MOC3020光耦合器起交直流隔離作用。當人離去時， 2min后燈光自行熄滅。 ICl接收到人體反射回來的紅外信號并對該信號進行處理后，輸出高電平觸發(fā)信號，使 IC2受觸發(fā)工作，輸出音效電信號。被測目標的紅外輻射通過透鏡聚焦在紅外探測器上，紅外探測器將紅外輻射變換為電信號輸出。當物體的溫度低于 1000℃時，它向外輻射的不再是可見光而是紅外光了，可用紅外探測器檢測其溫度。 ? 光子探測器是利用某些半導體材料在紅外輻射的照射下，產(chǎn)生光子效應，使材料的電學性質(zhì)發(fā)生變化的原理研制成的。 紅外傳感器 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 紅外線傳感器 ? 紅外線傳感器是將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電能的一種光敏器件，通常稱為紅外探測器。這類振動過程是物體受熱而引起的。本電路超聲波發(fā)射 /接收傳感器采用 T/R40系列。 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 圖 1016 幾種超聲波物位傳感器的結(jié)構(gòu)原理示意圖 （ a）換能器設置于液面下；（ b換能器設置于液面上 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 單換能器 : 2htc? 2cth ?雙換能器 : 2cts ? 22h s a??傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 3．超聲波測厚度 ? 圖 1017所示為便攜式超聲測厚儀示意圖，它可用于測量鋼及其他金屬、有機玻璃、硬塑料等材料的厚度。超聲波發(fā)射和接收換能器可設置在液體介質(zhì)中，讓超聲波在液體介質(zhì)中傳播，如圖1016（ a）所示。在直探頭探傷時，當超聲波束中心線與缺陷截面垂直時，探測靈敏度最高。 ? 熒光屏上的水平亮線為掃描線，通過判斷缺陷脈沖在熒光屏上的位置可確定缺陷在工件中的深度。超聲波探頭按其結(jié)構(gòu)可分為直探頭、斜探頭、雙探頭和液浸探頭。圖 1010所示為采用雙壓電晶片超聲波傳感器示意圖。 ? 光纖位移傳感器測量范圍為 ～ ，分辨率為 。 ? 光源經(jīng)一束多股光纜把光傳送到傳感器端部，并發(fā)射到被測物體上；另一束多股光纜把被測物反射出來的光接受并傳遞到光敏元件上，這兩股光纜在接近目標之前匯合成 Y形，匯合是將兩束光纜里的光纖分散混合而成的。 ? （ 2）質(zhì)量輕、體積小、可撓性好，光波傳輸無電能和電火花，在惡劣環(huán)境下，不會引起被測介質(zhì)的燃燒、爆炸，光纖耐高壓、耐腐蝕，因而能在易燃、易爆和強腐蝕性的環(huán)境中安全工作。 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 ? 4）頻率調(diào)制 ? 利用外界因素改變光的頻率，通過檢測光的頻率變化來測量外界物理量，稱為頻率調(diào)制。 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 ? 3）波長調(diào)制 ? 利用外界因素改變光纖中光的波長，通過檢測波長的變化來測量各種物理量，稱為波長調(diào)制。當鋸齒板受到壓力作用時，產(chǎn)生位移，使得夾在其中的光纖微彎曲，從而引起光強調(diào)制。 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 圖 104 傳感型光纖傳感器組成示意圖 1— 被測對象； 2— 光源； 3— 光探測器； 4— 光纖； 5— 光纖敏感元件 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 2．光纖傳感器的調(diào)制原理 1）光強調(diào)制 ? 利用被測量直接或間接改變光纖中光的強度，再通過光強的變化來測量外界物理量，稱為光強調(diào)制。調(diào)制器可能是光譜變化的敏感元件或其他敏感元件。但當入射角 ?i小于臨界入射角 ?c時，光線就不會投射出界面，而全部被反射，光在纖芯和包層的界面上反復逐次全反射，呈鋸齒波形狀在纖芯內(nèi)向前傳播，最后從光纖的另一端射出，這就是光纖的傳光原理。 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 光纖傳感器 光纖結(jié)構(gòu) 光纖，是一種多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對稱圓柱體，是用比頭發(fā)絲還細的石英玻璃絲制成的，包括纖芯、包層和涂敷層，它的外形與結(jié)構(gòu)如圖 10l所示。傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 本章內(nèi)容 光纖傳感器 超聲波傳感器 紅外傳感器 核輻射傳感器 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 學習目標 ? 了解光纖的結(jié)構(gòu)、光纖傳感器的調(diào)制原理和應用。 ? 了解核輻射的基礎知識、核輻射傳感器的原理及應用。當光線射入一個端面并與圓柱的軸線成 ? i角時，在端面發(fā)生折射進入光纖后，又以 ?i角入射至纖芯與包層的界面，光線有一部分透射到包層，一部分反射回纖芯。如圖 103所示。因此，傳感器中的光纖是連續(xù)的，如圖 104所示。相鄰齒之間的距離決定著變形器的空間頻率。由于應變或壓力也會改變光纖的傳輸特性，使光信號相位變化，因此也可以檢測應變和壓力。波長調(diào)制技術的優(yōu)點在于它對引起光纖或連接器損耗增加的某些器件的穩(wěn)定性不敏感，該方法廣泛用于液體濃度的化學分析、磷光和熒光現(xiàn)象分析、黑體輻射分析，以及用在光學濾波器上。 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器 121 ( 1 / )1 ( / )ff f v cvc? ? ?? 圖 106 多普勒效應示意圖 傳 感 器 與 檢 測 技 術 第 10 章 新 型 傳 感 器