第三节 第三节 光纤传感器 光纤传感器 z一、光纤传感器的基本知识 z二、光纤传感器 （一）功能型（或称物性型、传感型）光纤传感器 （二）非功能型（或称结构型、传光型）光纤传感器 z被测量遍及位移、速度、加速度、液位、应变、 力、流量、振动、水声、温度、电流、电压、 磁场和化学物质 返回 与常规传感器相比，有很多优点： 与常规传感器相比，有很多优点： ①抗电磁干扰能力强 光纤主要由电绝缘材料做成，工作时利用光子 传输信息，因而不怕电磁场干扰；此外，光波 易于屏蔽，外界光的干扰也很难进入光纤。 ②直径只有几微米到几百微米，柔软性好 可深入到机器内部或人体弯曲的内脏等常规传 感器不宜到达的部位进行检测。 ③光纤集传感与信号传输于一体，利用它很容易 构成分布式传感测量。 返回上一页下一页 一、光纤传感器的基本知识 一、光纤传感器的基本知识 光 纤 的 结 构 及 传 光 原 理 光 纤 的 结 构 及 传 光 原 理 传光的基础是光的全内反射 返回上一页下一页 光纤种类 光纤种类 : z构成材料：玻璃、塑料、玻璃塑料混合 单模光纤 多模光纤 阶跃型光纤 z折射率分布梯度型光纤自聚焦光纤 单孔型光纤 传输模式 返回上一页下一页 二、光纤传感器 二、光纤传感器 （一）功能型（或称物性型、传感型）功能：光 传播的波导＋测量 1、电光材料又是磁光材料，可利用克尔效应、法拉第效应 等，制成测量强电流、高电压等传感器 2、利用光纤的传输特性把输入量变为调制的光信号 （二）非功能型（或称结构型、传光型） 功能：传光的介质 返回上一页下一页 （一）功能型光纤传感器 （一）功能型光纤传感器 z光波特性的参量（振幅、相位、偏振态） 会随着光纤的环境（如应变、压力、温 度、电场、射线等）而改变，利用这些 特性实现传感测量。 1．光强度调制型 2．光相位调制型 3．光偏振态调制型 返回上一页下一页 （二）非功能型光纤传感器 （二）非功能型光纤传感器 1．光纤位移传感器 2．光纤温度传感器 3．光波长分布（颜色）传感器 4．光频率调制型光纤传感器 返回上一页下一页 光纤传感技术 光纤传感技术 航天(航天器各部位压力、温度传感、陀螺) 航海(声纳) 石油化工(液面、流量的测量) 电力工业(高压输电网的电流、电压计量) 医疗器械(血液流速、血压与心音测量) 将在宇航导弹系统、电力系统、医疗器械系统、 海底系统以及工业加工系统中得到更大的发展。 返回上一页下一页