KC4-传感器与检测技术 光纤式传感器的使用 KC04030206-m01光纤传感器的使用.ppt
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* 我们生活中常用的电子称就用到了压力传感器,当重物放置在托盘上时,称重传感器便能感知到重量并发生形变,从而使阻抗发生变化,最终将这种变化以指示表数值的形式输出。 * * 传感器及应用 * 项目三、物联网中的位置及位移检测 任务1:生产线中产品的位置检测 任务2:生产线中物料的位移检测 任务3:生产线中电机的转速检测 任务4:发动机的转速检测 传感器及应用 光纤式传感器的使用 任务2:生产线中物料的位移检测 光纤传感器可应用于哪些领域? 知识点导入 光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此,它同时具有光纤及光学测量的特点。 光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量 光纤式 传感器的使用 光就是一种横波, 光的电矢量E 可以用被测量调制光的不同参数,例如: 光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制 光调制与解调技术 光纤式 传感器的使用 一、强度调制与解调 利用被测对象引起载波光强度变化,从而实现对被测对象进行检测的方式。光强度变化可以直接用光电探测器进行检测, 优点: 结构简单、容易实现、成本低。 缺点: 易受光源波动和连接器损耗变化等的影响 光纤式 传感器的使用 基于微弯损耗机理的强度调制型传感器的结构如图所示 。由光纤中光功率的数值可得到诸如压力、位移等被测量的大小。 光输入 光输出 变形器 光纤 L Λ 微弯损耗光纤传感器原理 微弯损耗光纤传感器 光纤式 传感器的使用 微弯损耗光纤传感器 光纤式 传感器的使用 ? β= β1- β2 ,其中 β1和β2分别为纤芯传输模的传输常数和包层辐射模的传输常数。 渐变型光纤中: 阶跃型光纤中: 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 遮断型 发送光纤 接收光纤 反射型 接收光纤 发送光纤 光纤 探头 光纤传感器的分类 光强度的外调制 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 利用光的偏振态的变化来传递被测对象信息 应用: 电流、磁场传感器:法拉第效应; 电场、电压传感器:泡尔效应; 压力、振动或声传感器:光弹效应; 温度、压力、振动传感器:双折射性 优点:可避免光源强度变化的影响,灵敏度高。 二、 偏振调制与解调 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的分类 光纤式 传感器的使用 三、相位调制与解调 被测对象导致光的相位变化,然后用干涉仪来检测这种相位变化而得到被测对象的信息。 利用光弹效应的声、压力或振动传感器; 利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器; 利用电致伸缩的电场、电压传感器 利用Sagnac效应的旋转角速度传感器(光纤陀螺) 优点:灵敏度很高, 缺点:特殊光纤及高精度检测系统,成本高。 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的应用 光纤式 传感器的使用 光纤传感器的分类 迈克尔逊干涉仪 光纤式 传感器的使用 四、频率调制与解调 被测对象引起的光频率的变化来进行监测 利用运动物体反射光和散射光的多普勒效应的光纤速度、流速、振动、压力、加速度传感器; 利用物质受强光照射时的喇曼散射构成的测量气体浓度或监测大气污染的气体传感器等。 光纤式 传感器的使用 光纤液位传感器 光纤式 传感器的使用 * 我们生活中常用的电子称就用到了压力传感器,当重物放置在托盘上时,称重传感器便能感知到重量并发生形变,从而使阻抗发生变化,最终将这种变化以指示表数值的形式输出。 * *
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