1 光电式传感器要点.ppt

原理是法拉第效应（磁光效应）。 光纤电流传感器原理示意图 3、偏振调制型光纤传感器的应用——光纤电流传感器 将单模光纤绕在载流导线上，光纤螺线管半径为r，长度为L。在强度为H 的磁场作用下， 式中：I — 载流导线中的电流强度； r —导线外任一观测点到导线的垂直距离。 由此可见，只要根据磁光效应，利用光纤传感器测量出导线外任一点r的磁场强度H，即可得到导线中的电流I。 当平面偏振光在强度为H 的磁场作用下，线偏振光在物质中通过的距离L时电矢量E旋转角为θ。如果这个磁场是由长直载流导线产生的，根据安培环路定律： 4 Y型光纤微位移传感器应用 主要由Y型光纤微位移传感器、光电二极管、放大器、比较器、A/D转换器等组成。 其中，Y型光纤微位移传感器由光源入射光纤、接收光纤、包层等组成。一根光纤表示入射光线，另一根光纤表示反射光线。 测量时光纤的轴线与被测面保持垂直状态，控制与被测物的反射面的微位移在4mm之间。光电二极管将接收光纤的光强信号转换成电流信号，通过IC1运放实现I/U变换，使反射光转换成电压输出，然后经IC2运放进行电压放大， 经 R1/C2 进行无源滤波，一路送入 MC14433 A/D 转换器，测量显示输出。 另一路经 IC3 缓冲器后，经 VD、CM、IC4组成的峰值保持器后，送入 IC5 电压比较器，当 IC2 达到最大输出电压时，电容 CM 被充电，经 IC5 比较器输出后，发光二极管 LED 点亮，表示报警信号。发光二极管的亮与灭表示测量的微位移的远近。 光纤传感器的必威体育精装版发展 世界上光纤传感领域的发展可分为两大方向： 原理性研究与应用开发。 随着光纤技术的日趋成熟，对光纤传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 由于光纤传感技术并未如光纤通信技术那样迅速地获得产业化，许多关键技术仍然停留在实验室样机阶段，距商业化有一定的距离，因此光纤传感技术的原理性研究仍处于相当重要的位置。 由于很多光纤传感器的开发是以取代当前已相当成熟，可靠性和成本已得到公认，并已经被广泛采用的传统机电传感系统为目的，所以尽管这些光纤传感器具有如电磁绝缘、高灵敏度、易复用等诸多优势，其市场渗透所面临的困难和挑战是可想而知的。而那些具有前所未有全新功能的光纤传感器则在竞争中占有明显优势，FBG和其它的光栅类传感器就是一个最好的例证。 当前的原理性研究热点集中于光纤光栅（FBG和LPG）型传感器和分布式光纤传感系统两大板块。 1,光（纤）层析成像技术（OCT，OPT）; 2,智能材料（SMART MATERIALS）; 3,光纤陀螺与惯导系统（IFOG，IMIU ） 4,常规工业工程传感器。 另外，由于光纤通信市场需求的带动以及传感技术的特殊要求，新型器件和特种光纤的研究成果也层出不穷。 对于光纤传感技术的应用研究主要有以下四大类： 二、光纤传感器的原理性研究 光纤光栅 这种传感器利用光纤光栅作敏感元件。光纤光栅是利用掺杂光纤(如掺锗、掺磷等)的光敏特性, 使光纤折射率沿轴向周期或非周期变化。光纤光栅的作用可等效为纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤光器或发射镜。光纤光栅种类很多,折射率沿轴向周期均匀变化的光栅称为光纤布拉格光栅(FB G)。图2表示FB G传感器原理。 式中: neff为光栅的等效折射率。当压力、温度等被测量作用于光栅时，则引起Λ或neff变化，从而调制反射光波波长。 反射光波波长(λB)与栅距Λ的关系如下式所示。 光纤布拉格光栅FBG于1978年问世。 光栅传感器可拓展的应用领域有许多，如将分布式光纤光栅传感器嵌入材料中形成智能材料，可对大型构件的载荷、应力、温度和振动等参数进行实时安全监测； 光栅也可以代替其它类型结构的光纤传感器，用于化学、压力和加速度传感中。 It is quite obvious that fiber-based sensors and sensor arrays are a good choice to monitor fiber composites. Fiber optic sensors，in contrast to traditional electrical sensors，offer significant advantages which suit them for component monitoring in vehicles of all types： 1）They are robust and corrosion-free passive co