《光钎传感器的应用》PPT课件.ppt

光纤传感器的应用概况与发展前景,小组组员：阮世涛、王磊、郭富,研究的主要,一、光纤传感器研究背景1、结构和原理2、研究的意义二、光纤传感器的应用1、军事应用2、工业应用3、环境监测4、医疗应用5、其他应用,光纤传感器研究背景,近年来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能。它能够在人达不到的地方(如高温区)，或者对人有害的地区(如核辐射区)，起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。,光纤传感器研究背景,光钎传感器的工作原理及结构 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，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。,光纤传感器研究背景,光纤传感器的优点：一、灵敏度较高；二、几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的 光纤传感器；三、可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋 转等）的器件；四、可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶 劣环境；五、而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。,光纤传感器分类,根据光受被测对象的调制形式可以分为：强度调制型、偏振态制型、相位制型、频率制型；根据光是否发生干涉可分为：干涉型和非干涉型；根据是否能够随距离的增加连续地监测被测量可分为：分布式和点分式；根据光纤在传感器中的作用可以分为：一类是功能型（Functional Fiber,缩写为FF)传感器，又称为传感型传感器；另一类是非功能型（Non Functional Fiber缩写为NFF)，又称为传光型传感器。,光纤传感器应用 光纤陀螺仪,陀螺作为角位移和角速度测量的传感器，用于测量载体的姿态角和角速度。和其它陀螺相比,光纤陀螺具有许多优点。目前,光纤陀螺广泛用于诸多领域，比如，机器人的控制、高速列车、大地测量、石油钻井、雷达、舰艇、导弹、飞机的导航和制导等。,光纤陀螺仪,F120型闭环光纤陀螺（F120 Closed-Loop Fiber Optic Gyroscope）作用：提供载体相对惯性空间角度，角速度的变化量。应用领域：适用于航空、航海、航天惯性导航、制导、地面定位定向等。可广泛应用于战斗机、无人机、导弹、陆地战车等军用领域，同时也可应用于运输机、大型客机等民用领域。,光纤传感器应用 光纤流量传感器,光纤传感器应用光纤液位传感器,光纤液位传感器主要有以下三部分组成：a)接触液体后光反射量的检测器件即光敏感元件；b)传输光信号的双芯光纤；c)发光、受光和信号处理的接收装置。,光纤液位传感器的应用,（1）检测两种液体的界面：当油和水分层存在时,利用光纤液面传感器可以检测出油的表面,以及油与水的分界面。油量增加,敏感元件1 插入油中,反射光量减少;水量增加时,从油面变成水面后,敏感元件2 的反射光量增加,故知道敏感元件进入水中。(2)检测液位：在装有液体的槽内,将敏感元件安装在液面下预定检测的高度,当液面低于这一高度时,从敏感元件产生的反射光量就增加,根据信号的变化,来确定液面的位置。若在不同高度安装多个敏感元件,则可检测出液面的不同位 置。,光纤传感器的应用 光纤测压计,测量血压的压力传感器示意图如图，其中对压力敏感的部分是在探针导管末端侧壁上的一块防水薄膜，一面带有悬臂的微型反射镜与薄膜相连，反射镜对面是一束光纤，用来传递入射光到反射镜，同时也将反射光传送出来。当薄膜上有压力作用时，薄膜发生形变且能带动悬臂使反射镜角度发生改变，从光纤传来的光束照射到反光镜上，再反射到光纤的端点。由于反射光的方向随反射镜角度的变化而改变，因此光纤接收到的反射光的强度也随之变化。这一变化通过光纤传到另一端的光电探测器变成电信号，这样通过电压的变化便可知探针处的压力大小。,光纤传感器的应用 光纤光栅温度传感器,光纤光栅元件将被测温度信号转换成光信号输出，信号传输到光纤光栅分析仪显示温度值，光纤光栅温度传感器与传统温度传感器相比，有其独特的优点：利用光纤光栅波长变化量测量温度值，灵敏度高，不受电磁干扰，电气绝缘好，耐腐蚀，无电火花，可以在易燃易爆的环境中测量温度。光纤光栅技术的发展和成熟，使得光纤光栅传感器得到全方位应用。,光纤光栅温度传感器应用领域,1、隧道、地铁、森林的火灾监测和报警。2、石油、天然气输送管线或储罐泄漏监测（输送介质温度与环境差异情况），油库、油管、油罐的温度监测及故障点的监测。3、电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位电缆隧道、夹层的火情监测，发电厂和变电站的温度监测、故障点的检测和火灾报警。4、大坝、河堤的渗漏（渗漏点温度异常），大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度。,光纤温度传感器火灾报警,OS232光纤光栅火灾报警仪是一款为消防系统专业制作的高精度解调仪，它最多可以最多同时测量32路光谱信号，却有足够的能量保证测量的准确性，同时内嵌有大规模集成电路，能够快速地计算出光栅的温。OS232在各方面都具有良好的性能,主要表现在:1、高精度的波长测量。2、大的动态范围。3、各通道同步探测。4、优异的热稳定性和长期稳定性。5、精致坚固的结构。度信息。,