光纖傳感器原理及應(yīng)用課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1光纖傳感器原理及應(yīng)用課件光纖傳感器原理及應(yīng)用課件第1頁/共49頁第2頁/共49頁第3頁/共49頁第4頁/共49頁第5頁/共49頁第6頁/共49頁10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015ELFVFVLFLFMFHFVHFUHFSHFEHF 自由空間波長，自由空間波長，m頻率，頻率，Hz電力、電話電力、電話無線電、電視無線電、電視微波微波紅外紅外可見光可見光雙鉸線雙鉸線同軸電纜同軸電纜光纖光纖衛(wèi)星衛(wèi)星/微波微波AM無線電無線電FM無線

2、電無線電通信波段劃分及相應(yīng)傳輸媒介通信波段劃分及相應(yīng)傳輸媒介頻段頻段劃分劃分傳傳輸輸介介質(zhì)質(zhì)光纖光纖第7頁/共49頁波長短，載頻高波長短，載頻高寬帶寬寬帶寬大容量大容量能量集中能量集中器件尺寸小器件尺寸小功耗低功耗低第8頁/共49頁第9頁/共49頁第10頁/共49頁第11頁/共49頁第12頁/共49頁 光源：光源：LD,LED,LD,LED,白熾燈，激光器等白熾燈，激光器等信號(hào)調(diào)制：待測參量引起光信號(hào)強(qiáng)度、波長、頻率信號(hào)調(diào)制：待測參量引起光信號(hào)強(qiáng)度、波長、頻率、相位或偏振態(tài)的變化。、相位或偏振態(tài)的變化。光探測器：光探測器：PIN,APD,CCD,PIN,APD,CCD,光電池等。光電池等。信號(hào)

3、處理：電路、計(jì)算機(jī)、單片機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等信號(hào)處理：電路、計(jì)算機(jī)、單片機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。光光 源源信號(hào)信號(hào)調(diào)制調(diào)制光纖光纖光纖光纖光探光探測器測器信號(hào)信號(hào)處理處理外界參量外界參量第13頁/共49頁第14頁/共49頁時(shí)分調(diào)制：時(shí)分調(diào)制：利用外界因素調(diào)制返回利用外界因素調(diào)制返回信號(hào)的基帶信號(hào)的基帶 頻譜，通過檢測基帶頻譜，通過檢測基帶的延遲時(shí)間、幅度大小的延遲時(shí)間、幅度大小 的變化來的變化來測量外界物理量的大小和空間分布測量外界物理量的大小和空間分布。第15頁/共49頁第16頁/共49頁第17頁/共49頁第18頁/共49頁第19頁/共49頁第20頁/共49頁第21頁/共49頁第22頁/共49頁第23

4、頁/共49頁 19771977年，美國海軍研究所年，美國海軍研究所(NRL-National (NRL-National Novel Research Laboratory)Novel Research Laboratory)開始執(zhí)行光開始執(zhí)行光纖傳感器系統(tǒng)計(jì)劃纖傳感器系統(tǒng)計(jì)劃 光纖傳感器問世光纖傳感器問世第24頁/共49頁第25頁/共49頁第26頁/共49頁第27頁/共49頁第28頁/共49頁第29頁/共49頁第30頁/共49頁 500 nm (Bragg grating) 500 nm (Bragg grating) 200 200 m (Long-period grating)m (Lo

5、ng-period grating)125 125 m m8 8 m m1 mm to 1500 mm1 mm to 1500 mmSinglemode fibreSinglemode fibreCoreCoreCladdingCladdingRegions with higher Regions with higher refractive index than refractive index than that of corethat of cores s第31頁/共49頁 resonant wavelengths are reflected back toward the source

6、 non-resonant wavelengths are transmitted through the device without loss.The centre wavelength is given by:effn2第32頁/共49頁第33頁/共49頁光光 源源 耦合器耦合器（環(huán)行器）（環(huán)行器）光譜儀光譜儀FBG1 FBG2 FBG1 FBG2 、FBGnFBGn 123123第34頁/共49頁第35頁/共49頁傳 感 頭傳 感 頭1#1#傳 感 頭傳 感 頭2#2#傳 感 頭傳 感 頭n#n# 計(jì)算計(jì)算機(jī)機(jī) 光譜光譜儀儀 光光 源源傳 感 頭傳 感 頭3#3#耦耦合合器器第36頁/

7、共49頁初始狀態(tài)初始狀態(tài)探頭探頭1#1#受力受力探頭探頭4#4#受力受力各各探探頭頭受受力力前前后后光光譜譜第37頁/共49頁 利用上述傳感功能，可以建成利用上述傳感功能，可以建成 新型的預(yù)警光纜傳感系統(tǒng)新型的預(yù)警光纜傳感系統(tǒng) 這種預(yù)警光纜系統(tǒng)可以用于石油勘探系統(tǒng)、國這種預(yù)警光纜系統(tǒng)可以用于石油勘探系統(tǒng)、國防邊境、眾多重要的軍事區(qū)域、容易產(chǎn)生滑坡和防邊境、眾多重要的軍事區(qū)域、容易產(chǎn)生滑坡和泥石流地區(qū)的預(yù)警系統(tǒng)、還可用于地震預(yù)測。泥石流地區(qū)的預(yù)警系統(tǒng)、還可用于地震預(yù)測。 目前，因特利公司和飛鴻佳信公司正與本實(shí)驗(yàn)?zāi)壳?，因特利公司和飛鴻佳信公司正與本實(shí)驗(yàn)室商談?lì)A(yù)警光纜系統(tǒng)技術(shù)轉(zhuǎn)讓技術(shù)和如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)室商談?lì)A(yù)警光纜系統(tǒng)技術(shù)轉(zhuǎn)讓技術(shù)和如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的問題。學(xué)研相結(jié)合的問題。第38頁/共49頁第39頁/共49頁第40頁/共49頁第41頁/共49頁第42頁/共49頁第43頁/共49頁第44頁/共49頁第45頁/共49頁第46頁/共49頁人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀，古人說“書中自有黃金屋。”通過閱讀科技書籍，我們