波长调制型光纤传感器.pptVIP

第八讲波长调制型光纤传感器波长调制传感器原理对于光纤传感器而言，波长调制属于外调制，光纤只起传输光信号的作用，而不是敏感元件。被测量与敏感元件作用，使光电波长（频率）发生改变，通过测量光的波长变化来确定被测量，使用这种方法的传感器称为波长调制型传感器。光纤多普勒传感技术用激光多普勒测量物体流动（移动）的主要优点：空间分辨率高，光束不干扰物体的流动性，跟踪变化速度快。根据多普勒效应，频率为f的光入射到相对探头速度为v的物体上，反射频率f1=(1+v/c)f频率差：?f=f1-f=vf/c=nv/?c—真空光速n—介质折射率可见：检测频率差，可获得物体运动速度。多普勒激光测量仪的光学系统如图：多普勒激光测量仪是采用非接触传感器测量钢坯速度，向板坯表面发射两束相交的激光,产生光干涉现象，干涉条纹的移动速度与物体通过两束激光的交点的速度成正比。通过接收光谱,记录干涉条纹的移动速度,就可以精确地确定钢坯的移动速度。条纹间隔?S是一个系统常数,它依赖于激光的波长?和两条激光束的夹角2?。传感器上的光电检测器产生一个交流信号,多普勒频率?f与测量速度v的公式为v—物体运动速度，?f—多普勒频率。光纤黑体辐射探测技术黑体是指能完全吸收入射辐射，并具有最大发射的物体。所有物体受热时均发出一定的热辐射，辐射量与物体的温度及其材料的辐射系数有关。理想透明材料的辐射系数为0。黑体的辐射能量与温度和波长有关。光纤高温探头在一定的波长范围内，探测黑体辐射的能量，决定黑体（被测）的温度。黑体探测不需要光源。黑体及光的收集端处于高温状态，应采用耐高温材料（陶瓷黑体、蓝宝石光纤）。5半导体激光二极管LD的光电特性是受温度影响的，实际中需要稳定的光源，则在设计LD驱动电路时应采用什么方法以获得稳定的输出功率？作业：P732.2试阐释光纤强度调制型传感器的主要问题及可能的解决途径。2在强度调制传感器中，光源强度的稳定非常重要，请简要说明影响LED光源稳定的因素及各种稳定光源强度措施的原理。