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Ch10 光导纤维式传感器 §1 光导纤维导光的基本原理 §1-1 光纤的结构 §1-2 光纤导光原理及数值孔径NA §2 光纤传感器的结构原理§2-1 光纤传感器的组成 §2 光纤传感器的结构原理§2-2 光纤传感器的工作原理 §2 光纤传感器的结构原理§2-3 光源 §2 光纤传感器的结构原理§2-4 光电检测器 §3 光纤传感器的分类§3-1 光纤作用 §3 光纤传感器的分类§3-2 光的调制形式 §3 光调制技术 §3-1 强度调制 §3-1 强度调制1. 光纤微弯效应 §3-1 强度调制2. 光强的外调制（1） §3-1 强度调制2. 光强的外调制（2） §3-1 强度调制3. 折射率调制 §3-2 偏振态调制 §3-2 偏振态调制1. 普克耳效应 §3-2 偏振态调制2. 法拉第磁光效应 §3-2 偏振态调制3. 光弹效应 §3-3 频率调制 §3-3 频率调制1. 多普勒效应 §3-3 频率调制2. 光致发光 §3-4 相位调制 §3-4 相位调制5. Sagnac效应 §4 光纤传感器实例 §4 –1 开关式光纤温度计 §4 –2 半导体吸光型光纤温度传感器 §4-3 光纤液位传感器 §4-4 光纤流量传感器 §4-5 光纤压力传感器（1） §4-5 光纤压力传感器（2） §4-6 光纤电流传感器 §4-6 光纤陀螺仪 §4-7 光纤辐射传感器 * 光纤 光 光纤传感器 导线 电 非电——电 传递媒质 信息载体 类型 （1）电绝缘 （2）高灵敏度 （3）非侵入性 抗电磁干扰 （4）远距离监控 光纤式传感器 套层 包层 纤芯 阶跃型 梯度型 传输模数 单模光纤 多模光纤 全反射 NA 电源 敏感元件 导线 信号接收 信号处理 光源 光纤 光接收器 敏感元件 信号处理 非电—电 光纤传感器 被测量 光( ) （1）强度调制 （2）偏振态调制 （3）频率调制 （4）相位调制 解调 被测量 强度 偏振态 频率 相位 （1）白炽光源 （2）气体激光器 （3）固体激光器 （4）半导体激光器 常用光源 （1）光源与光纤匹配 选择原则 （2）工作波长上辐射功率大 （3）稳定性好 （1）半导体光电检测器 （2）光电倍增管 光电检测器 （1）与工作波段匹配 （2）灵敏度高、噪声小 （3）稳定性好 选择原则 光源 信号处理 光源 光纤 光接收器 敏感元件 信号处理 功能型 光接收器 光纤敏感元件 被测量 被测量 非功能型 （1）强度调制型 （2）偏振态调制型 （3）频率调制型 （4）相位调制型 光的调制形式 压力 （7）散射损失 压力、位移、振动 （6）反射现象 温度 （5）半导体透过率变化 温度 （4）荧光、黑体辐射 压力、位移、振动 （3）遮光板 气体浓度 （2）气体分子吸收 压力、位移、振动 （1）光纤微弯损耗 被测量 光学现象 光纤 机械变形器 发送光纤 接收光纤 光纤测头 反射镜 反射调制 A B C D 遮光调制 发送光纤 接收光纤 光闸 被测量 方法一 折射率调制器 被测量 方法二 压力、位移、振动 光弹效应 电场、电压 普克耳效应 电流、磁场 法拉第效应 被测量 光学现象 被测量 入射光 出射光 起偏器 检偏器 入射光 出射光 起偏器 检偏器 压电晶体 双折射 入射光 出射光 起偏器 检偏器 磁光材料 偏振面偏转 入射光 出射光 起偏器 检偏器 应力材料 双折射 敏感材料 敏感器件 入射光 出射光 被测量 气体浓度 喇曼散射 温度 光致发光 速度、流速、振动 多普勒效应 被测量 光学现象 运动物体 入射光 出射光 发光材料 光 源 参考光纤 工作光纤 （1）应力应变效应 （2）热胀冷缩效应 （3）电致伸缩效应 （4）磁致伸缩效应 （5）Sagnac效应 物理效应 被测量 光源 LED PD 水银 聚焦透镜 光纤 光源 光接受器 固定钢管 光纤探头 LED PD 斜端面 棱镜面 U型裸纤 单光纤 液体 激光器 光检测器 光纤 光纤探头 分束镜 反射镜 透镜 光纤探头 LED PD P 反射膜片 入射光纤 接收光纤 光纤探头 P 反射膜片 差动式 P0 P0 激光器 起偏器 光接收器 检偏器 耦合器 光纤 *