光纖傳感器技術(shù)-文庫(kù)吧資料
2024-08-17 13:47本頁(yè)面
【正文】 熟，光纖通信技術(shù)正向著超高速、大容量通信系統(tǒng)的方向發(fā)展，并且逐步向全光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。 pH值測(cè)量用來(lái)測(cè)定活體組織和血液值pH光纖光譜傳感器，其工作原理是利用發(fā)射光、透射光的強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布光譜來(lái)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于不動(dòng)的組織，例如血管壁，所反射的光不產(chǎn)生頻移；而對(duì)于皮層毛細(xì)血管里流速為 的紅細(xì)胞，反射光要產(chǎn)生頻移，其頻率變化為△f；發(fā)生頻移的反射光強(qiáng)度與紅細(xì)胞的濃度成比例，頻率的變化值可與紅細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)速度成正比。多普勒型光纖速度傳感器測(cè)量皮下組織血流速，此裝置利用了光纖的端面反射現(xiàn)象，測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。由于反射光的方向隨反射鏡角度的變化而改變，因此光纖接收到的反射光的強(qiáng)度也隨之變化。當(dāng)薄膜上有壓力作用時(shí)。目前臨床上應(yīng)用的壓力傳感器主要用來(lái)測(cè)量血管內(nèi)的血壓、顱內(nèi)壓、心內(nèi)壓、膀胱和尿道壓力等。本文將主要介紹傳光光纖在壓力測(cè)量、血流速度測(cè)量、pH值測(cè)量三個(gè)方面的應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用醫(yī)用光纖傳感器目前主要是傳光型的。因此，在監(jiān)測(cè)光纖斷點(diǎn)的同時(shí)也對(duì)光纜所處溫度和應(yīng)力情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可見(jiàn)對(duì)光纜的故障預(yù)警及維護(hù)意義深遠(yuǎn)。光纖電功率傳感器的主要特點(diǎn)是：由于電功率傳感同時(shí)涉及電壓、電流2個(gè)電量，因而通常需要同時(shí)考慮電光、磁光效應(yīng)，同時(shí)利用2種傳感介質(zhì)或1種多功能介質(zhì)作為敏感元件，這使得光纖電功率傳感頭的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜；光纖電功率傳感器的光傳感信號(hào)中有時(shí)同時(shí)包含電壓、電流信號(hào)，因此其信號(hào)檢測(cè)與處理方法也將比較復(fù)雜。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的電磁測(cè)量方法日益顯露出其固有的局限性，如電絕緣、電磁干擾、磁飽和等問(wèn)題，因而人們一直在致力于尋找測(cè)量電功率的新方法。對(duì)于直埋動(dòng)力電纜來(lái)說(shuō)，表貼式光纖雖然不能準(zhǔn)確地反映電纜負(fù)載的變化，但是對(duì)電纜埋設(shè)處土壤熱阻率的變化比較敏感，而且能夠減少光纖的安裝成本?？梢?jiàn)，光纖傳感器在電力系統(tǒng)將具有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)內(nèi)把分布式光纖溫度傳感技術(shù)引入電力系統(tǒng)電纜測(cè)溫的研究工作只是剛剛開始。目前，國(guó)外(主要是英國(guó)、日本等)已利用激光喇曼光譜效應(yīng)研制出分布式光纖溫度傳感器產(chǎn)品。它能經(jīng)受惡劣環(huán)境條件，且沒(méi)有可移動(dòng)部件和井下電子器件，能經(jīng)受強(qiáng)的沖擊和震動(dòng)，可安裝在復(fù)雜的完井管柱極小的空間。VSP地震測(cè)井，就是把檢波器放人井中，通過(guò)地面擊發(fā)的地震波或利用井中流體流動(dòng)等產(chǎn)生的微震動(dòng)，由井中的檢波器接收地震信號(hào)。因此這種折射率調(diào)制型光纖傳感器不僅能測(cè)流體持率，可同時(shí)測(cè)流體密度，其精度較高。光纖熱色溫度傳感器是由白光源、多模光纖組成的反射式溫度傳感器；光纖輻射式溫度傳感器利用黑體輻射能量，其非接觸，可測(cè)瞬問(wèn)溫度，響應(yīng)速度快，不需要熱平衡時(shí)間，可用于高溫測(cè)量；半導(dǎo)體吸收式光纖溫度傳感器利用其半導(dǎo)體材料的吸波長(zhǎng)隨著溫度的增加而向較長(zhǎng)波長(zhǎng)位移的特性，選擇適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體發(fā)光二極管，使其光譜范圍正好落在吸收邊的區(qū)域，這樣透過(guò)半導(dǎo)體的光強(qiáng)就隨著溫度的增加而減少。由于光的強(qiáng)度、相位、頻率、波長(zhǎng)等特性在光纖傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)受到流量的調(diào)制，利用一定的光檢測(cè)方法把調(diào)制量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，就可以求出流體的流量，這就是光纖流量計(jì)的工作原理。而這些特性都是傳統(tǒng)的電子傳感器在井下的惡劣環(huán)境下所不具備的。光纖傳感器對(duì)電磁干擾不敏感而且能承受極端條件，包括高溫、高壓以及強(qiáng)烈的沖擊與振動(dòng)，可以高精度地測(cè)量井筒和井場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，同時(shí)，光纖傳感器具有分布式測(cè)量能力．可以測(cè)量被測(cè)量的空間分布，給出剖面信息。其高可靠性和高效低耗的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是光纖產(chǎn)品在油田應(yīng)用上取得成功的關(guān)鍵因素。側(cè)孔光纖式壓力傳感器目前正在研發(fā)中，其主要致力于超高溫和井下壓力監(jiān)測(cè)任務(wù)。蒸汽被注入重油層用以降低油的黏度，使稠油能夠開采出來(lái)。光纖分布式溫度傳
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