传感器与检测技术第9章.pptVIP

第9章 新型传感器;9.1 光纤传感器及其应用;知识目标： （1）了解光纤传感器和超声波传感器的概念。 （2）掌握光纤传感器的结构原理及超声波传感器的物理性质。 （3）熟悉两种新型传感器在工程上的应用。;情感目标： （1）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风。 （2）具有工作与学习良好的交流与团队合作能力。;9.1 光纤传感器及其应用;;各种装饰性光导纤维 ; 发光二极管产生多种颜色的光线，通过光导纤维传导到东方明珠球体的表面。在计算机控制下，可产生动态图案。;9.1.1 光纤的基本概念;光缆的外形及光纤的拉制;光的反射、折射; 光的全反射;光在光纤中的全反射;光纤的类型 ; ;单孔型光纤 ;（a） 传统传感器;（b）光纤传感器;（a）功能型;优点：结构紧凑、灵敏度高。 缺点：须用特殊光纤，成本高， 典型例子：光纤陀螺、光纤水听器等;光纤水听器 ;（b）非功能型;光纤传感器外形;3）拾光型光纤传感器;光纤温度传感器 ;2.根据光受被测对象的调制形式进行分类 ;1）强度调制型光纤传感器 强度调制型光纤传感器是一种利用被测量的变化而引起敏感元件参数的变化，从而导致光强度的变化来实现测量的传感器。这种光纤传感器可利用光纤的微弯损耗、振动膜或者液晶的反射光强度的变化，以及物质的荧光辐射或者光路的遮断等构成压力、振动、温度、位移等各种强度调制型光纤传感器。 ;2）偏振调制型光纤传感器 偏振调制型光纤传感器是一种利用光偏振的变化来传递被测信号的传感器。这种传感器可利用光在磁场媒介中传播的法拉第效应做成电流或磁场传感器，它可以避免光源强度的变化对其产生的影响，因此，灵敏度较高。 ;3）频率调制型光纤传感器 频率调制型光纤传感器是一种利用单色光照射到被测量物体上时反射回来的光的频率发生变化来进行监测的传感器。;4）相位调制型光纤传感器 相位调制型光纤传感器是利用被测量对敏感元件的作用，使敏感元件的折射率或者传播常数发生变化，从而导致光的相位发生变化，通过检测干涉条纹的变化量来确定光的相位的变化量，从而得到被测量的信息。 ;1.反射式光纤位移传感器 ;Date;Date;2.光纤压力传感器;3.光纤温度传感器; 保护管内为高温光纤;4.热双金属式光纤温度开关;5.球面光纤液位传感器;6.斜端面光纤液位传感器;7.单光纤液位传感器;（a）尖顶磨平的探头 （b）尖顶磨平并粘上突出物的探头 图9-13 改进的光纤液位探头;9.2 超声波传感器及其应用;9.2.1 超声波的物理性质;蝙蝠依靠超声波捕食; 超声波与可闻声波不同，它可以被聚焦，具有能量集中的特点。;　超声波塑料焊接机;便携式超声波探鱼器;2.超声波的传播方式 超声波的传播方式主要可分为纵波、横波、表面波等几种。;纵波;横波 ;表面波;3.声速和波长;4.超声波的反射与折射 当超声波从一种介质向另一种介质传播时，如果两者的声阻抗不同，就会在其分界面上产生反射和透射现象，使一部分能量返回第一种介质，另一部分能量穿过分界面进入第二种介质。当两种不同的介质声阻抗相差较大时，便会产生超声波反射。 ;9.2.2 超声波传感器的应用;手持式超声波测厚仪;超声波测厚仪;超声波手持式测厚;双晶超声波测厚探头;双晶超声波测厚探头（续）;超声波清洗机 当弱的声波信号作用于液体中时，会对液体产生一定的负压，即液体体积增加，液体中分子空隙加大，形成许多微小的气泡；而当强的声波信号作用于液体时，则会对液体产生一定的正压，即液体体积被压缩减小，液体中形成的微小气泡被压碎。经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压的压力，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是利用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。超声清洗多用于半导体、机械、玻璃、医疗仪器等行业。;超声波清洗原理及清洗器（参考湖南省浏阳市医用仪具厂 、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料）;3.超声波液位计;超声波液位计的原理图; 喇叭形超声发生器;4.超声防盗报警器 ;超声波多普勒测量车速;多普勒效应;超声波多普勒测量风速;A型超声波探伤;钢轨探伤车;高速钢轨探伤车; 构件的超声探伤（续）;谢 谢