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光纤应变传感器第1页/共31页 被测量：　　温度[1]、　　压力[2]、　　流量[3]、　　位移[4]、　　振动[5]、　　转动[6]、　　弯曲[7]、　　液位[8]、　　速度[9]、　　加速度[10]、　　声场[11]、　　电流[12]、　　电压[13]、　　磁场[14]　　辐射[15等各种物理量 传感技术的应用领域工业　农业国防运输能源环境建筑业6.1　传感技术应用领域第2页/共31页 传感技术的现状6.2 传统的传感技术6.3 光纤传感技术第3页/共31页 6.2 传统的传感技术传统的传感器是以应变-电量为基础，以电信号为转换及传输的载体，用导线传输电信号。因此，使用时受到电磁场和环境的影响，如环境湿度太大可能引起短路，特别是高温和易燃、易爆环境中易引起火灾等等。另外，由于自身因素的限制，不能实现长期实时监测。第4页/共31页 四川宜宾南门大桥断裂成三截2001年11月07日凌晨４时３０分至５时许，四川宜宾市金沙江南门大桥两端先后发生断裂，两辆汽车坠入江中，一艘小船被毁，已知２人失踪，２人受伤。市区南北公路交通和部分通讯中断。 第5页/共31页 6.3 光纤传感器分类与研究现状分类：一、按传感系统结构分类二、按被测量分类第6页/共31页 6.3.1 光纤传感器按结构分类光强调制型光纤应变传感器 偏振型光纤应变传感器相位调制型光纤应变传感器 第7页/共31页 6.3.2 光纤传感器按被测量分类光纤应变传感器 光纤温度传感器光纤电压、电流传感器光纤流量传感器 第8页/共31页 6.3.2 光纤传感器按应用领域分类工业用光纤传感器 农业用光纤传感器军事业用光纤传感器水利用光纤传感器食品工业用光纤传感器建筑工业用光纤传感器消防用光纤传感器医疗用光纤传感器第9页/共31页 6.3.3 光纤传感器按结构分类光强调制型光纤应变传感器 偏振型光纤应变传感器相位调制型光纤应变传感器 第10页/共31页 光强调制型光纤应变传感器最大测量范围为3000με[20]，最高分辨率为25με [24] 。图1-2 微弯型光纤应变传感器 图1-3 蚀刻型光纤应变传感器Fig.1-2 Microbend fiber-optic strain sensor Fig.1-3 Etched fiber-optic strain sensor第11页/共31页 偏振型光纤应变传感器 图6-5 偏振光纤应变计 Fig.6-5 Polarimetric optical fiber strain gauge 最大测量范围[34]为1200με，分辨率为 5με 第12页/共31页 相位调制型光纤应变传感器麦克尔逊(Michelson)干涉型光纤应变传感器马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)光纤应变传感器法布里-珀罗(Fabry-Perot简写为F-P)光纤应变传感器 光纤光栅传感器第13页/共31页 常用相位调制型光纤传感结构a)???? 麦克尔逊干涉仪　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 c)???? 法布里-珀罗干涉仪a)???? Michelson interferometer　　　　　　　　　　　　　　 c)　Fabry-Perot interferometer　　　　　b) 　马赫-曾德尔干涉仪　　　　　　　　　　　　　　　　　　　d)???? 塞格奈克干涉仪　　b)??? Mach-Zehnder interferometer 　　　　　　　　　　　　　　　　d)　 Sagnac interferometer?图6-6 各种光纤干涉仪 第14页/共31页 麦克尔逊(Michelson)干涉型光纤应变传感器 图6-7 麦克尔逊光纤应变传感器结构Fig.6-7 Fiber-optic sensor structure of Michelson最大测量范围[36]达1500με，最高分辨率达2με 第15页/共31页 马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)光纤应变传感器 6-8 马赫-曾德光纤应变传感原理结构 Fig.6-8 The principle structure of Mach-Zehnder’s strain sensor 最大测量范围为1200με，最高分辨率为2με 第16页/共31页 法布里-珀罗光纤应变传感器