第7章光纤传感器8课件.ppt

第七章 光纤传感器;第七章 光纤传感器;传感器技术: 感知获取信息的窗口 智能信息系统的“五官”; 优点 ; 光纤传感器的主要应用领域 ; 光纤传感器的主要应用领域 ; 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。; A——电场E的振幅矢量;ω——光波振动频率 φ——光初相位；t——光的传播时间。 可见，只要使光的强度、偏振态(振幅矢量的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化，或受被测量调制，那么，通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调，获得所需要的被测量的信息。 ; 光的强度 偏振态 波长 频率 相位;;;光纤在其中仅起导光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。 优点：无需特殊光纤及其他特殊技术， 比较容易实现，成本低。 缺点：灵敏度较低。 实用化的大都是非功能型的光纤传感器。;;; 利用被测对象的变化引起敏感元件参数的变化，而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器。 应用：压力、振动、位移、气体 优点: 结构简单、容易实现、成本低。 缺点: 易受光源波动和连接器损耗变化等的影响;（b）偏振调制光纤传感器 ;;;;;;注：MM—多模光纤；SM—单模光纤；PM—偏振保持光纤 ;注：MM—多模光纤；SM—单模光纤；PM—偏振保持光纤 ;注：MM——多模光纤；SM——单模光纤；PM——偏振保持光纤 ;第七章 光纤传感器-调制原理;一、强度调制机理; 1. 反射式强度调制;耦合效率;传感器的耦合效率与反射位置间关系曲线;(a) 传光束型 (c) 单光纤型;2. 透射式强度调制;双透镜系统; 透射率从50％到0周期变化，光的输出强度亦周期性变化，而且它的分辨率在光栅条纹间距的10-6数量级以内。这是能够构成很灵敏、很简单、高可靠的位移传感器的基础。;3. 光模式强度调制;4. 折射率强度调制;5. 倏逝波耦合型; x射线、g 射线等辐射线会使光纤材料吸收损耗增加； 铅玻璃制成光纤对x射线、 g 射线、中子射线最敏感。;7. 强度调制的补偿技术;2). 光桥平衡 补偿法 ;7. 强度调制的补偿技术;7. 强度调制的补偿技术;7. 强度调制的补偿技术;二、 相位调制???感;2). 温度应变效应;2. 相位调制的解调;2). 马赫—泽德光纤干涉仪 ; 干涉仪两臂光波间相对相位为900,正交检测方式的优点是探测相位灵敏度最高。;3). 赛格纳克光纤干涉仪;反射率95％;三、 偏振调制; 旋光现象 ;C是旋光物质；F为滤色片；M为起偏器；旋光物体放在两个偏振片M与N之间，把检偏器 N 旋转一定角度，可得到亮视野和暗视野。;光线正反两次通过旋光材料后总旋转角为0，因此，旋光性是一种互易的光学过程。; 3. 偏振调制的解调 ; 3. 偏振调制的解调 ;四、频率调制机理;粒子速度 传感器 ;四、频率调制机理;五、波长调制机理;1). 光纤磷(荧光) 光探测技术;2). 光纤黑体 探测技术; 光纤黑体探测技术。就是以黑体做探头，利用光纤传输热辐射波，不怕电磁场干扰，质量轻． 灵敏度高，体积小，探头可以做到0.1mm。;第七章 光纤传感器- 传感应用;7.2 光纤法珀传感;7.2 光纤法珀传感 -基本原理、分类、特点;7.2 光纤法珀传感 -基本原理、分类、特点;7.2 光纤法珀传感 -基本原理、分类、特点;7.2 光纤法珀传感 -基本原理、分类、特点;7.2 光纤法珀传感 -解调方法;7.2 光纤法珀传感 - 解调方法;7.2 光纤法珀传感 - 解调方法;7.2 光纤法珀传感 -复用技术;7.2 光纤法珀传感 -法珀传感器应用;7.2 光纤法珀传感 -法珀传感器应用;7.2 光纤法珀传感 -法珀传感器应用;7.3 光纤白光干涉传感 ;7.3 光纤白光干涉传感 - 光纤白光干涉仪;7.3 光纤白光干涉传感 - 光纤白光干涉仪基本原理;7.3 光纤白光干涉传感 - 光纤白光干涉仪基本原理;7.3 光纤白光干涉传感 -光纤白光干涉仪传感原理;7.3 光纤白光干涉传感 - 光纤白光干涉传感器应用;7.4 光纤光栅传感;7.4 光纤光栅传感 - 布拉格光纤光栅传感原理;7.4 光纤光栅传感 - 布拉格光纤光栅传感原理;7.4 光纤光栅传感 - 布拉格光纤光栅传感原理;7.4 光纤光栅传感 - 布拉格光纤光栅传感原理;7.4 光纤光栅传感 -解调方法;7.4 光纤光栅传感 -解调方法;7.4 光纤光栅传感 -解调方法;7.4 光纤光栅传感 ;7.4 光纤光栅传感;7.5