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光纤传感器的研究及应用研究

时间:2017-11-23  作者:佚名

论文摘要:在现代各种工程当中,测量技术十二分的重要,而在测量技术中,传感器起着举足轻重的作用,它与测量的精密度及准确度密切相关。在众多种类的传感器当中,光纤传感器传感最为快速,反映物体变化最为精确,因而在各种测量器中广泛使用。本文在此将对光纤传感器做出研究,阐释其作用原理,说明其工作特点,并且列举光纤传感器在一些领域的应用情况,以供参考。

关键词:光纤传感器,研究,应用

0前言

随着我国经济的腾飞,我国在科研上投入的经费更加巨大,科技水平不断提高,随之提高的是我国电气自动化的程度,而各种自动化的电器内部总少不了传感器这一必要的元件。光纤传感器是所有传感器中最重要的、使用范围最广的一种。光纤传感器的作用原理是使来自光源的光波经过调制器,而后与待测参数相互作用而发生性质上的变化,变成信号光,再送入探测器,解调后获得被测的参数。光纤传感器与其他的传感器相比有更多的优点,比如说,更加耐腐蚀,对介质的影响较小,抗电磁干扰能力强等等。因此,在我国诸多领域中,光纤传感器都有应用。本文在此将对光纤传感器进行较为详细的研究,并且列举光纤传感器的一些应用,以供有兴趣者参考。

1光纤传感器的研究

1.1光纤传感器概述

机械总是朝着越来越精确的方向发展,而在这一过程中,离不开更加灵敏、更加精确的传感器。之所以光纤传感器能在众多的传感器脱颖而出,是因为光纤传感器具有灵敏度高、精确度高、适应性强、抗电磁干扰能力强等优点。光纤传感器因在反射体中使用了棱镜,反射光线的能力更强,因而与其他的反射型光控传感器相比,检测性能更高,检测结果更加准确。光纤传感器的电路设计更加简单,连接更加容易,但是稳定性却比一般的分离式光控传感器高得多,更加不容易受到外界环境的影响。另外,光纤传感器在设计上的巧妙点还在于它使用了子母扣嵌入式设计,这使得光纤传感器在安装过程中更加的方便快捷。

1.2光纤传感器的原理

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,使得需要测量的参数和进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质发生变化,比如光强、频率、相位、波长及偏振状态等等,这时的光由普通光转化为带有被测物参数信息的信号光,再送入解调器中,将光波所包含的被测物参数还原出来,最终完成测量过程。光纤传感器一般分为两种:一种,是功能性光纤传感器,另一种,是传光型光纤传感器。功能性光纤传感器的工作原理是利用光线本身的敏感特性或功能特性,将输入的物理量转变为光信号,即光波的相位、强度或频率等在环境的影响下发生变化,在解调后将光反应的信息转化为可测得数据。传光型光纤传感器的工作原理是在光纤端面或中间加装其他的更加敏感的元件,使其感知被测物的变化,而光纤仅仅起到传输光的作用。

1.3光纤传感器的特点

光纤传感器有以下几大特点:光纤传感器的灵敏度高,因为光纤传感器使用的是光波,传播速度快,而且不易受到其他因素的干扰,因而能够及时准确地反映出被测物的微小变化;光纤传感器的几何形状可以多变,从而能够适应各种不同位置测量的需要,比如较常规的对大型物体的测量可以随意用不同的形状,但用来探测人体内部病变的部位则需要用较细的探测器;光纤传感器具有较强的抗电磁干扰能力,因而可以在高压地区、强电力辐射区不受干扰的进行测量;光纤传感器所用的材料是硅的氧化物,而硅的氧化物具有耐高温高压、抗腐蚀、抗氧化等特性,所以光纤传感器可以在各种恶劣的环境中;由于光可以调制成富含各种不同的物理量声波、磁力、温度的信号,所以光纤传感器可以用来测量多种不同的物理量,而不容易受到限制。

2光纤传感器的应用

2.1光纤传感器在测量金属丝杨氏模量方面的应用

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