傳感技術(shù)第四章ppt課件(參考版)
2025-05-09 00:42本頁面
【正文】 干涉儀工作時，激光器發(fā)出的激光束經(jīng)分束器分別送入測量光纖和參考光纖，將兩根光纖的輸出端匯合在一起，則兩束光產(chǎn)生干涉，從而出現(xiàn)干涉 條 紋的變化信息，并輸入到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，最后得到測量結(jié)果。 折射率調(diào)制式光纖溫度傳感器（傳感型） 相位調(diào)制光纖干涉儀制成的溫度傳感器以馬赫－澤德光纖干涉儀最為典型。在輸入光纖遠(yuǎn)端串接 (耦合 )感溫元件 (液芯光纖 )，根據(jù)被測溫度 T所確定的折射率變化，使部分光從輸出光纖遠(yuǎn)端進(jìn)入探測器 1，由探測器 1向主體儀器輸入端提供光電信號。 折射率調(diào)制式光纖溫度傳感器（傳感型） 二．折射率調(diào)制式傳感器 光源發(fā)出的光波一路經(jīng)分光鏡和透鏡進(jìn)入輸入光纖端部。在 T1～ T2溫度內(nèi)，液芯光纖數(shù)值孔徑 NA連續(xù)地從零增加到普通光纖的數(shù)值孔徑。 ?在某溫度 T1時， ns＝ nl，數(shù)值孔徑 NA＝ 0；光從液體包層漏出，出射光強(qiáng)為零。液芯折射率 nl對溫度敏感。 折射率調(diào)制式光纖溫度傳感器（傳感型） 一．液芯光纖敏感元件 溫敏元件是一段透明毛細(xì)管，其折射率為ns；內(nèi)裝折射率為 nl的透明液體（液芯）。 折射率調(diào)制是光強(qiáng)調(diào)制的一種形式，物體參數(shù)變化可以改變光纖的折射率。 折射率調(diào)制式光纖溫度傳感器（傳感型） 傳感型光纖溫度傳感器不僅用光纖作為傳輸光路，而且用光纖作感溫元件。 折射率調(diào)制是光強(qiáng)調(diào)制的一種形式，物體參數(shù)變化可以改變光纖的折射率。 熒光衰變式光纖溫度傳感器（傳光型） 傳感型光纖溫度傳感器不僅用光纖作為傳輸光路，而且用光纖作感溫元件。此信號經(jīng)放大器 10，相移器 11和幅度控制器 12，最后反饋到調(diào)制器 1上控制 LED的發(fā)光頻率。濾光器 7的作用是抑制散射激勵光。 熒光衰變式光纖溫度傳感器（傳光型） 熒光衰變式光纖溫度傳感器（傳光型） LED作為光源，光源發(fā)出的激發(fā)光（在一個頻率上振蕩）透過透鏡 2進(jìn)入濾光器 3，把長波部分濾去，然后經(jīng)分光鏡 4和透鏡 5注入光纖射向晶體，激發(fā)熒光。用輸入光纖傳輸激勵光，激勵被測物體發(fā)出熒光，利用晶體的熒光衰變時間來控制激勵光源調(diào)制頻率。利用熒光物質(zhì)所發(fā)出的熒光衰變時間隨溫度變化的特性可以制成溫度傳感器。因此，可以把它作為參考光，來消除外界干擾和內(nèi)部部件的老化的影響。 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器（傳光型） 為了排除干擾，提高測量精度和穩(wěn)定性，特別加入了一束參考光，即另外一個半導(dǎo)體發(fā)光二極管，其發(fā)光的光譜曲線如圖中的 I2 所示。兩光束通過光纖傳輸后經(jīng)光探測器把參考光束和信號光束轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)前置放大、濾波后，通過 A/ D 接口到單片機(jī)，經(jīng)處理后輸出顯示。 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器（傳光型） 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器（傳光型） 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器（傳光型） 由發(fā)光管穩(wěn)壓電源驅(qū)動砷化鋁鎵 AlGaAs、砷磷化銦鎵 InGaAsP 兩發(fā)光二極管發(fā)光，控制電路控制光開關(guān)分時接收來自信號光源 (AlGaAs)與參考光源 ( InGaAsP) 發(fā)出的光束，首先是讓信號光通過，探頭中的 GaAs 材料對光有吸收作用，透射光強(qiáng)與溫度有關(guān)。這樣光探測器的輸出電壓也將隨溫度的升高而減小。溫度傳感器正是利用了它的這種特性。 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器（傳光型） 當(dāng) GaAs研磨拋光到一定厚度 (100μm 左右 ) 時，它的光透過率特性曲線如圖所示。 光纖溫度傳感器 半導(dǎo)體光纖溫度傳感器是利用半導(dǎo)體材料的吸收光譜隨溫度變化而制成的。 光纖溫度傳感器 傳光型對溫度檢測靈敏度較低，但可靠性高，其中熒光吸收，熱輻射類光纖溫度傳感器已達(dá)到實用水平。 ? 傳光型利用光纖傳輸光信號，在光纖的一個端面上配置溫度敏感元件，并與光纖耦合，構(gòu)成傳光型光纖溫度傳感器。 熱電堆 熱電堆 斜拉支撐膜的優(yōu)點在于綜合了封閉膜與懸梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，由于非固支端與基體也有兩點相連，因此具有封閉膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，制作過程中膜結(jié)構(gòu)不易被破壞，成品率高的優(yōu)點；而這僅有的兩點相連，對于導(dǎo)熱的影響很小，因而秉承了懸梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，熱耗散小，隔熱效果好，熱阻高，熱可以沿著熱偶對有效傳導(dǎo)，可提高熱電轉(zhuǎn)換效率，獲得高
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