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技术文章

光纤压力传感器知识拓展介绍
阅读次数:69   发布时间:2020/6/9 10:39:27
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光纤压力传感器知识拓展介绍
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号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、偏振态等)发生变化,成为被调制的信号源,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。
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,例如:具有抗电磁和原子辐射干扰的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,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。
特点
1、因反射体中使用了棱镜,所以与通用的反射型光控传感器器相比,其检测性能更高、更可靠
2 、与分离式光控传感器相比,电路连接更简单容易。
3、 子母扣嵌入式的设计,安装更为简单
用途
1、用于电话、网络宽带等数字型号传输。
2、用于自动售货机、金融终端有关的设备、点钞机的纸币、卡、硬币、存折等的通过情况
3、用于自动化设备上产品定位、计数、识别。
性能
光纤具有很多优异的性能,例如:具有抗电磁和原子辐射干扰的性能,径细、质软、重量轻的机械性能;绝缘、无感应的电气性能;耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等,它能够在人达不到的地方,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。
案例
应用于土木工程领域
随着光纤传感器技术的发展,在土木工程领域光纤传感器得到了广泛的应用,用来测量混凝土结构变形及内部应力,检测大型结构、桥梁健康状况等,其中最主要的都是将光纤传感器作为一种新型的应变传感器使用。
光纤传感器可以黏贴在结构物表面用于测量,同时也可以通过预埋实现结构物内部物理量的测量。利用预先埋入的光纤传感器,可以对混凝土结构内部损伤过程中内部应变的测量,再根据荷载-应变关系曲线斜率,可确定结构内部损伤的形成和扩展方式。通过混凝土实验表明,光纤测试的载荷-应变曲线比应变片测试的线性度高。
应用于检测技术
光纤传感器在航天(飞机及航天器各部位压力测量、温度测量、陀螺等)、航海(声纳等)、石油开采(液面高度、流量测量、二相流中空隙度的测量)、电力传输(高压输电网的电流测量、电压测量)、核工业(放射剂量测量、原子能发电站泄露剂量监测)、医疗(血液流速测量、血压及心音测量)、科学研究(地球自转)等众多领域都得到了广泛应用。
应用于石油工业
在石油测井技术中,可以利用光纤传感器实现井下石油流量、温度、压力和含水率等物理量的测量。较成熟的应用是采用非本征光纤F-P腔传感器测量井下的压力和温度。非本征光纤F-P腔传感器利用光的多光束干涉原理,当被测的温度或者压力发生变化时干涉条纹改变,光纤F-P腔的腔长也随之发生变化,通过计算腔长的变化实现温度和压力的测量。
应用于温度测量
光纤传感技术是伴随光通信的迅速发展而形成的新技术。在光通信系统中,光纤是光波信号长距离传输的媒质。当光波在光纤中传输时,表征光波的相位、频率、振幅、偏振态等特征参量,会因温度、压力、磁场、电场等外界因素的作用而发生变化,故可以将光纤用作传感器元件,探测导致光波信号变化的各种物理量的大小,这就是光纤传感器。利用外界因素引起光纤相位变化来探测物理量的装置,称为相位调制传感型光纤传感器,其他还有振幅调制传感型、偏振态调制型、传光型等各种光纤传感器。
 

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