chapter9光纖傳感器-資料下載頁
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【正文】 輸出： 2111I API A P???21ln 2I PIA? 第 35頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 壓力 ? 若選用的光纖束中每根光纖的芯徑為 70μm，包層厚度為，纖芯和包層折射率分別為 ，則該傳感器可獲得 115dB的動態(tài)范圍，線性度為 ％。 ? 采用不同的尺寸、材料的膜片，即可獲得不同的測量范圍。 第 36頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 壓力 微彎式光纖壓力傳感器 ? 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。 ? 用于聲壓檢測的微彎式光纖水聽器的探頭結(jié)構(gòu) 第 37頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 壓力 第 38頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 液位 球面光纖液位傳感器 ? 光由光纖的一端導(dǎo)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(dǎo)向探測器。反射光強(qiáng)的大小取決于被測介質(zhì)的折射率。 1 2 (a)探頭結(jié)構(gòu) (b) )檢測原理 空氣 液體 LED PD 第 39頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 液位 斜端面光纖液位傳感器 ? 反射式斜端面光纖液位傳感器的兩種結(jié)構(gòu)。同樣，當(dāng)傳感器接觸液面時(shí)，將引起反射回另一根光纖的光強(qiáng)減小。這種形式的探頭在空氣中和水中時(shí)，反射光強(qiáng)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 第 40頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 液位 單光纖液位傳感器 ? 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。 ? 當(dāng)傳感器接觸液體時(shí)，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(qiáng)就減小。 ? 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。 ? 若在不同的高度安裝多個(gè)探頭，則能連續(xù)監(jiān)視液位變化。 單光纖液位傳感器結(jié)構(gòu) 1 2 1 光纖 2 耦合器 第 41頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 液位 ? 將光纖端部的尖頂略微磨平，并鍍上反射膜。 ? 即使有液體附著在頂部，也不影響輸出跳變。 ? 進(jìn)一步的改進(jìn)是在頂部鍍反射膜外粘上一突出物，將附著的液體導(dǎo)引向突出物的下端?？梢员ＷC探頭在離開液位時(shí)也能快速地響應(yīng)。 改進(jìn)的光纖液位探頭 第 42頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 流量 ? 光纖渦街流量計(jì) ? 當(dāng)一個(gè)非流線體置于流體中時(shí)，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(dāng)每個(gè)旋渦產(chǎn)生并瀉下時(shí)，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(gè)周期的壓力。 第 43頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 流量 ? 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， ? 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)。 ? 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(jì)是根據(jù)這個(gè)原理制成，其結(jié)構(gòu)如圖。 f＝ sv／ d 第 44頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器 光纖傳感器的應(yīng)用 — 流量 ? 當(dāng)光纖固定時(shí) ,輸出光斑花紋穩(wěn)定。 ? 當(dāng)光纖振動時(shí) ,輸出光斑亦發(fā)生移動。 ? 對于處于光斑中某個(gè)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(qiáng)的變化。 ? 利用頻譜分析，即可測出光纖的振動頻率。 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 第 45頁總計(jì) 50頁 光纖傳感器
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