光纖傳感器ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 空氣中時(shí)的反射光強(qiáng)度為基準(zhǔn) ， 則當(dāng)接觸水時(shí)反射光強(qiáng)變化 –6dB～ –7dB,接觸油時(shí)變化 –25dB～ –30dB。 利用 X形耦合器即可構(gòu)成具有兩個(gè)探頭的液位報(bào)警傳感器 。 因此 ， 通過檢測(cè)物體的振動(dòng)頻率便可測(cè)出流體的流速 。 在橫貫流體管道的中間裝有一根繃緊的多模光纖，當(dāng)流體流動(dòng)時(shí) ,光纖就發(fā)生振動(dòng) ,其振動(dòng)頻率近似與流速成正比。 3—— 分束器； 2 ——反射鏡； 4—— 透鏡； 5 ——流體管道； 6 ——窗口； 8 ——光纖 光纖多譜勒流量計(jì)結(jié)構(gòu) 探測(cè)器 頻譜 分析儀 HeNe激光器 1 2 3 4 5 6 7 8 光纖式光電開關(guān) 反射型 遮斷型 反射鏡反射型 光纖式光電開關(guān)應(yīng)用 標(biāo)志孔 電路板標(biāo)志檢測(cè) 當(dāng)光纖發(fā)出的光穿過標(biāo)志孔時(shí) ， 若無反射 ，說明電路板方向放置正確 。 光纖渦街流量計(jì)特點(diǎn)：可靠性好 ,無任何可動(dòng)部分和聯(lián)接環(huán)節(jié) ,對(duì)被測(cè)體流阻小 ,基本不影響流速 。 若物體具有彈性 ， 它便會(huì)產(chǎn)生振動(dòng) ， 振動(dòng)頻率近似地與流速成正比 。 當(dāng)光纖處于空氣中時(shí) ， 入射光大部分能在端部滿足全反射條件而返回光纖 。顯然 ,傳感器處于空氣中時(shí)比處于液體中時(shí)的反射光強(qiáng)要大 。當(dāng)被測(cè)表面繼續(xù)遠(yuǎn)離時(shí) ,由于被反射光照亮的 B2面積大于 C,即有部分反射光沒有反射進(jìn)接收光纖 ,還由于接收光纖更加遠(yuǎn)離被測(cè)表面 ,接收到的光強(qiáng)逐漸減小 ,光敏輸出器的輸出信號(hào)逐漸減弱 ,進(jìn)入曲線的后坡區(qū) ,如圖所示。 1 光源 8 起偏器 9 1/4波長(zhǎng)板 10 光彈性元件 11 檢偏器 6 光纖 7 自聚焦透鏡 光彈性式光纖壓力傳感器 2 在光彈性元件上加上質(zhì)量塊后，也可用于測(cè)量振動(dòng)、加速度 （ c）微彎式光纖壓力傳感 ? 基于光纖的 微彎效應(yīng) ，即由壓力引起變形器產(chǎn)生位移，使光纖彎曲而調(diào)制光強(qiáng)度。若利用 Y形光纖束位移特性的線性區(qū)，則傳感器的輸出光功率亦與待測(cè)壓力呈線性關(guān)系。 光纖壓力傳感器 （ 一 ） 溫度的檢測(cè) 光纖溫度傳感器有功能型和傳光型兩種 。 信號(hào)處理 光受信器 敏感元件 光發(fā)送器 光纖 (c) 拾光型光纖傳感器 用光纖作為探頭 ， 接收由被測(cè)對(duì)象輻射的光或被其反射 、 散射的光 。 光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理 ? 把被測(cè)量的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的裝置 光受到被測(cè)量的調(diào)制，已調(diào)光經(jīng)光纖耦合到光接收器，使光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)信號(hào)處理系統(tǒng)得到被測(cè)量。 （ 2） 按傳播模式的多少分類 單孔型光纖 單孔型光纖的纖芯直徑較小（數(shù)微米）接近于被傳輸光波的波長(zhǎng)，光以電磁場(chǎng) “ 模 ” 的原理在纖芯中傳導(dǎo)，能量損失很小，適宜于遠(yuǎn)距離傳輸。 （ 1）按折射率變化類型分類 n ( r ) n 2 n 1 ( a ) 階躍折射率光纖 折射率分布 n ( r ) r r 漸變折射率光纖 纖芯 包層 ( b ) 階躍型：光纖 纖芯 的折射率分布各點(diǎn)均勻一致，稱為多模光纖。 2221s i n nnNA i ??? ?2. 光纖的種類 光纖按纖芯和包層材料的性質(zhì)分類，有 玻璃光纖和塑料光纖 兩類；按折射率分有 階躍型和梯度型 二種 。 光在 光纖中 的全反射 光的全反射實(shí)驗(yàn) 光導(dǎo)纖維的主要參數(shù) ? 1. 數(shù)值孔徑 （ NA） ? 2. 光纖 類型 ? 3. 傳播損耗 θ j θi θ k θ r A B C D E F G K O O n0 n2 n1 n0sinθi=n1sinθj； n1sinθ k=n2sinθ r ， 又 θ j=90186。s Law） 可見 ， 入射角 θ i增大時(shí) ， 折射角 θ r也增大 ， 且始終 θ r＞ θ i。最外面通常由一層護(hù)套包覆。 ①可根據(jù)實(shí)際需要做成各種形狀。同時(shí)具有光纖及光學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)。纖芯的折射率略大于包層的折射率。 斯乃爾定理 （ Snell39。便發(fā)生全反射現(xiàn)象，如圖 (c) ，其出射光不再折射而全部反射回來。 典型的光纖θi≈10176。 這種類型光纖的折射率從纖芯中央開始向外隨徑向距離增加而逐漸減小 ,而在包層中折射率保持不變 。這種光纖常用于強(qiáng)度型傳感器?？蛇x擇適當(dāng)波長(zhǎng)的 電光轉(zhuǎn)換元件 與之匹配。 實(shí)
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