光纖傳感器ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 16:10本頁面
【正文】 a)探頭結(jié)構(gòu) (b) )檢測原理 空氣 液體 1 2 LED PD 光由光纖的一端導入 ,在球狀對折端部一部分光透射出去 ,而另一部分光反射回來 ,由光纖的另一端導向探測器 。 反射光強的大小取決于被測介質(zhì)的折射率 。 被測介質(zhì)的折射率與光纖折射率越接近 ,反射光強度越小 。顯然 ,傳感器處于空氣中時比處于液體中時的反射光強要大 。 因此 ,該傳感器可用于液位報警 。 若以探頭在空氣中時的反射光強度為基準 ， 則當接觸水時反射光強變化 –6dB～ –7dB,接觸油時變化 –25dB～ –30dB。 （ 2） 斜端面光纖液位傳感器 下圖為反射式斜端面光纖液位傳感器的兩種結(jié)構(gòu) 。同樣 ， 當傳感器接觸液面時 ， 將引起反射回另一根光纖的光強減小 。 這種形式的探頭在空氣中和水中時 ， 反射光強度差約在 20dB以上 。 斜面反射式光纖液位傳感器 (a) 1 2 3 (b) 2 光纖 3 棱鏡 （ 3） 單光纖液位傳感器 單光纖液位傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 ， 將光纖的端部拋光成 45186。的圓錐面 。 當光纖處于空氣中時 ， 入射光大部分能在端部滿足全反射條件而返回光纖 。 當傳感器接觸液體時 ， 由于液體的折射率比空氣大 ， 使一部分光不能滿足全反射條件而折射入液體中 ， 返回光纖的光強就減小 。 利用 X形耦合器即可構(gòu)成具有兩個探頭的液位報警傳感器 。 同樣 ， 若在不同的高度安裝多個探頭 ， 則能連續(xù)監(jiān)視液位的變化 。 單光纖液位傳感器結(jié)構(gòu) 1 2 1 光纖 2 耦合器 光纖液位傳感器 保護管內(nèi)為高溫 光纖 低溫 光纖 光纖溫度傳感器 流量 、 流速的檢測 （ 1） 光纖渦街流量計 當一個非流線體置于流體中時 ， 在某些條件下會在液流的下游產(chǎn)生有規(guī)律的旋渦 。 這種旋渦將會在該非流線體的兩邊交替地離開 。 當每個旋渦產(chǎn)生并瀉下時 ， 會在物體壁上產(chǎn)生一側(cè)向力 。 這樣 ， 周期產(chǎn)生的旋渦將使物體受到一個周期的壓力 。 若物體具有彈性 ， 它便會產(chǎn)生振動 ， 振動頻率近似地與流速成正比 。 即 式中： v— —流體的流速； d——物體相對于液流方向的橫向尺寸； s——與流體有關(guān)的無量綱常數(shù) 。 因此 ， 通過檢測物體的振動頻率便可測出流體的流速 。 光纖渦街流量計便是根據(jù)這個原理制成的 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 。 f＝ sv／ d 動時 ,輸出光斑亦發(fā)生移動。對于處于光斑中某個固定位置的小型探測器 ,光斑花紋的移動反映為探測器接收到的輸出光強的變化。利用頻譜分析 ,即可測出光纖的振動頻率。根據(jù)上式或?qū)嶒灅硕ǖ玫搅魉僦?,在管徑尺寸已知的情況下，即可計算出流量。 光纖渦街流量計特點：可靠性好 ,無任何可動部分和聯(lián)接環(huán)節(jié) ,對被測體流阻小 ,基本不影響流速 。 但在流速很小時 ,光纖振動會消失 ,因此存在一定的測量下限 。 在橫貫流體管道的中間裝有一根繃緊的多模光纖，當流體流動時 ,光纖就發(fā)生振動 ,其振動頻率近似與流速成正比。由于使用的是多模光纖 ,故當光源采用 相干光源 (如激光器 )時 ,其輸出光斑是模式間干涉的結(jié)果。當光纖固定時 ,輸出光斑花紋穩(wěn)定。當光纖振 光源 頻譜 分析記錄 探測器 1 2 3 4 5 1 夾具 2 密封膠 3 液體流管 4 光纖 5 張力載荷 （ 2） 光纖多普勒流速計 下圖 為 利用光纖多普勒計來測量流體流速的原理 。 當待測流體為氣體時 ， 散射光將非常微弱 ， 此時可采用大功率的 Ar激光器（ 出射光功率為 2W， λ =） 以提高信噪比 。 特點：非接觸測量 ， 不影響待測物體的流動狀態(tài) 。 3—— 分束器； 2 ——反射鏡； 4—— 透鏡； 5 ——流體管道； 6 ——窗口； 8 ——光纖 光纖多譜勒流量計結(jié)構(gòu) 探測器 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 標志孔 電路板標志檢測 當光纖發(fā)出的光穿過標志孔時 ， 若無反射 ，說明電路板方向放置正確 。 光纖 耦合器 傳輸光纖 出射光纖 光纖式光電開關(guān)應(yīng)用 采 用 遮斷型光纖光電開關(guān)對 IC 芯片引腳進行檢測
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