光纖振弦智能傳感器-在線瀏覽
2024-09-15 18:51本頁(yè)面
【正文】 光纖傳感器的分類方法很多，可按光纖在傳感器中的作用、光參量調(diào)制種類、所應(yīng)用的光學(xué)效應(yīng)和檢測(cè)的物理量分類。 信號(hào)處理 光受信器 光纖敏感元件 光發(fā)送器 功能型光纖（ FF型） 在功能型 (FF)光纖傳感器中，光纖既是光信號(hào)的傳輸通路，又是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的敏感元件。 在非功能型 (NF)光纖傳感器中，光纖僅作傳光通路，被測(cè)量通過(guò)非光纖敏感元件對(duì)光進(jìn)行調(diào)制，也稱傳輸型。 信號(hào)處理 光受信器 敏感元件 光發(fā)送器 光纖 非功能型光纖（ NF型） 在拾光型 (天線型 )光纖傳感器中，光纖作為探頭，接收由被測(cè)對(duì)象輻射或被其反射、散射的光，如天線型位移傳感器。 信號(hào) 處理 光受 信器 光發(fā)送器 光纖 耦合器 拾光型光纖 圖 a中光纖的內(nèi)芯直徑和折射率隨溫度變化，使光纖中傳播的光由于路徑不均勻而向外散射，導(dǎo)致光的振幅變化； FF型光纖溫度傳感器 圖 c是利用單模光纖的長(zhǎng)度、折射率和內(nèi)芯直徑隨溫度變化，而使光纖中傳播的光產(chǎn)生相位變化，通過(guò)干涉儀測(cè)得其振幅變化，從而達(dá)到測(cè)溫目的。 因此 ， 只要設(shè)計(jì)好合理的彈性元件及結(jié)構(gòu) ， 就可以實(shí)現(xiàn)壓力的檢測(cè) 。 在 Y形光纖束前端放置一感壓膜片 ， 當(dāng)膜片受壓變形時(shí) ， 使光纖束與膜片間的距離發(fā)生變化 ， 從而使輸出光強(qiáng)受到調(diào)制 。其中，圖 a是由于光纖的長(zhǎng)度和周徑變化引起光在光纖中傳播相位發(fā)生變化，它與參考光纖中相位未變化的光發(fā)生干涉，根據(jù)干涉光的強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)位移檢測(cè)。 FF型光纖位移傳感器 a)調(diào)幅型 b)調(diào)相型 光纖位移傳感器 1） FF型光纖位移傳感器 2）天線型光纖位移傳感器 它是利用 Y型光纖來(lái)傳送和接收信號(hào)。 由于出射光通量隨傳感器端部與被測(cè)物體之間的距離變化而變化，通過(guò)檢測(cè)與光敏元件輸出的電量，便可測(cè)得傳感器與被測(cè)物體間的位移。 光纖位移測(cè)量的特性如下圖所示，前坡區(qū)靈敏度高，用以測(cè)量 181。用于表面狀態(tài)的光學(xué)測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，分辨率高，精度高，以及便于數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲(chǔ)。 振弦式傳感器是以被拉緊了的細(xì)弦作為敏感元件， 其結(jié)構(gòu)如圖 511所示。這里的 ΔF 是由壓力 p經(jīng)膜盒產(chǎn)生的，測(cè)出這個(gè)頻率變化，便可得壓力 p。 （ 1） 圖 511（ a）為自激式： 在弦的兩側(cè)放一永久磁鐵， 工作時(shí)， 弦中通以脈沖電流， 脈沖電流受磁場(chǎng)作用使弦起振。 二、頻率測(cè)量方案 激勵(lì)方式 1） （ 2） 圖 511（ b）為他激式： 在弦的兩側(cè)分別放一個(gè)激勵(lì)線圈和測(cè)量線圈。 給激勵(lì)線圈通以脈沖電流， 振弦便被吸放一次，開始起振。若振弦為鐵磁材料，則可省去軟鐵塊。 如圖 511（ c）所示 ， 其輸出波形是一個(gè)衰減振蕩 ， 但頻率不變 ， 因此可通過(guò)頻率測(cè)量得到被測(cè)非電量的數(shù)值 。 因振弦在其固有頻率下具有尖銳的阻抗特性， 所以電路只能在振弦的固有頻率上才能滿足振蕩條件。 當(dāng)電路不振蕩時(shí)，輸出信號(hào)為零， 場(chǎng)效應(yīng)管處于偏壓狀態(tài)，漏源間電阻較小，負(fù)反饋較弱，有利于起振。 輸出信號(hào)越大，負(fù)反饋越強(qiáng)， 更能達(dá)到穩(wěn)定輸出信號(hào)幅度的作用。 常用的比
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