第9章-新型传感器PPT.ppt

第9章 新型传感器; ;9.1 光纤传感器及其应用 ;;各种装饰性光导纤维 ;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 ;梯度型：梯度型光纤的的折射率呈聚焦型，即在轴线上折射率最大，离开轴线则逐步降低，至纤芯区的边沿时，降低到与包层区一样。 ; 单孔型光纤的纤芯直径较小（数微米）接近于被传输光波的波长，光以电磁场“模”的原理在纤芯中传导，能量损失很小，适宜于远距离传输。 ;9.1.2 光纤传感器的结构原理;（b）光纤传感器; 光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。 ;9.1.3 光纤传感器的分类;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;2）偏振调制型光纤传感器;3）频率调制型光纤传感器;4）相位调制型传感器 ;9.1.4 光纤传感器的应用;2.光纤压力传感器;3.光纤温度传感器;适用于远距离防爆场所的温度测量; 保护管;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）尖顶磨平镀反射膜的探头（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;声波频率的界限划分;1.次声波;在自然界中，海上风暴、火山爆发、大陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、龙卷风、磁暴、极光等都可能伴有次声波的发生.在人类活动中，诸如核爆炸、导弹飞行、火炮发射、轮船航行、汽车争驰、高楼和大桥摇晃，甚至像鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等在发声的同时也都能产生次声波。据研究称，著名的“杀人乐曲“《黑色星期天》所弹奏的旋律也是属于次声波。 ;2.可闻声波;3.超声波;9.2.1 超声波的物理性质;*;*;*;*;*;*;3.声速和波长;4.超声波的反射与折射;9.2.2 超声波传感器的应用;*;*;*;*;*;*;*;*;*; 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。 ;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;*;B 超;超声波流量计;9.3 微波传感器;2. 微波的特点： 可定向辐射，空间直线传输； 遇到各种障碍物易于反射； 绕射能力差； 传输特性好，传输过程中受烟雾、火焰、灰尘、强光灯 影响很小； 介质对微波的吸收与介质的介电常数成比例，水对微波的吸收作用最强。 ;9.3.2微波传感器的工作原理 微波传感器由微波振荡器和微波天线组成。微波振荡器是产生微波的装置，微波振荡器由速调管、磁控管或某些固体元件组成。由微波振荡器产生的振荡信号需要使用波导管传输，然后通过天线发射出去。为了使发射的微波具有较好的方向性，微波的发射天线应该具有特殊的构造和形状。 ;9.3.3 微波传感器的分类 1. 反射式 反射式微波传感器是利用被测物体反射回来的微波信号来检测被测物体的位置、厚度等参数。 2. 遮断式 遮??式微波传感器是利用接收天线接收到微波的信号，来判断发射天线和接收天线之间有无被测物体、被测物体的位置、被测物体的水分含量等参数。;9.3.4 微波传感器的应用;2. 微波开关式物位仪;3. 微波诊断 微波诊断是微波在医学上应用的主要内容之一，包括有源诊断和无源诊断两大类型。 4. 微波治疗 微波除了用于诊断外，还可用于疾病的治疗。 （1）微波透热治疗——热效应 （2）微波针灸 （3）微波手术刀;补充内容： 微波的应用-微波炉 碰到金属反射，金属不吸收；可穿过绝缘材料，不会消耗能量；含有水分的食物，微波可穿过，能量被吸收。; 微波对玻璃、塑料、瓷器穿透不被吸收 微波对水、食物吸收，散发热量 微波对金属反射;休 息 一 下