光纖陀螺儀...ppt

1、光纖傳感器,姓名：呂棟梁 班級：13030142 學(xué)號：1303014215,一、概論 二、光導(dǎo)纖維以及光在其中的傳播 三、光纖傳感器的光源 四、光纖傳感器應(yīng)用范例,目 錄,一、概 論,1、光纖傳感器技術(shù)的形成 2、光纖傳感器技術(shù)的特點(diǎn) 3、光纖傳感器的組成與分類,1、光纖傳感器技術(shù)的形成,光纖傳感器技術(shù)是上世紀(jì)70年代末發(fā)展起來的一門嶄新的技術(shù)，是傳感器技術(shù)的新成就。 光纖傳感器是隨著光導(dǎo)纖維實用化與光通信技術(shù)的發(fā)展而形成的。光纖作為遠(yuǎn)距離傳輸光波信號的媒質(zhì)，最早用于光通信技術(shù)中。 在實際光通信過程中發(fā)現(xiàn),光纖受到外界環(huán)境因素的影響。當(dāng)壓力、溫度、電場、磁場等環(huán)境條件變化時，將引起光纖傳輸?shù)?/p>

2、光波量如光強(qiáng)、相位、頻率、偏振態(tài)等變化。因此，科技人員推測，如果能測量出光波量變化的大小，就可以知道導(dǎo)致這些光波量變化的壓力、溫度、電場、磁場等物理量的大小，于是就出現(xiàn)了光纖傳感器技術(shù)。,2、光纖傳感器技術(shù)的特點(diǎn),光纖傳感器較傳統(tǒng)的傳感器相比有許多特點(diǎn)： 靈敏度高 結(jié)構(gòu)簡單 體積小 耗電量少 耐腐蝕 絕緣性好 光路可彎曲 便于實現(xiàn)遠(yuǎn)調(diào)（遠(yuǎn)距離調(diào)控）。 光纖傳感器技術(shù)是一門多學(xué)科性科學(xué)，涉及知識面廣泛，如纖維光學(xué)、光電技術(shù)、彈性力學(xué)、電磁學(xué)、電子技術(shù)和微型計算機(jī)應(yīng)用等。,3、光纖傳感器的組成與分類,（1）功能型光纖傳感器 （2）傳光型光纖傳感器,光纖電流傳感器,光纖生物傳感器,溫度光纖傳感器 敏

3、感頭,（1）功能型光纖傳感器,利用光纖本身的某種敏感特性或功能制作的傳感 器，稱為功能型傳感器。,光纖應(yīng)變傳感器,（2）傳光型光纖傳感器,例：將敏感元件置于入射與接收光纖中間，在被測對象的作用下，或使敏感元件遮斷光路，或使敏感元件的光透射率發(fā)生變化，這樣，光探測器通光量便成為被測對象調(diào)制后的信號； 舉例: (1) 投幣機(jī)；計數(shù)裝置,光纖僅起傳輸光波的作用，必須在光纖中間或端面加裝其他敏感元件才能構(gòu)成傳感器，稱為傳光型傳感器。,二、光導(dǎo)纖維以及光在其中的傳播,傳播原理：全反射,三、光纖傳感器的光源,1、光纖傳感器光源要求 2、光纖傳感器光源分類,1、光纖傳感器光源要求,由于光纖傳感器結(jié)構(gòu)所限，要

4、求光源的體積小，便于與光纖耦合； 光源要有足夠的亮度，以提高傳感器輸出的光功率； 光源發(fā)出的光波長應(yīng)適合，以減少光波在光纖中傳播時的能量損耗； 光源工作時穩(wěn)定性好、噪聲小，能在室溫下連續(xù)長期工作； 光源要便于維護(hù)，使用方便。,2、光纖傳感器光源分類,非相干光源 包括白熾光源與發(fā)光二極管； 相干光源（頻率相同，相位差恒定） 包括各種激光器：半導(dǎo)體激光器、氦氖激光器、固體激光器； 在大多數(shù)光纖傳感器中希望使用相干光源。,四、光纖傳感器應(yīng)用示例,1.反射型光纖位移傳感器,2.光纖振動傳感器,光纖聲音傳感器,（1）反射型光纖位移傳感器,光源發(fā)出的光進(jìn)入發(fā)送光纖，從光纖測頭端面射出，照射到A面上，A面的

5、反射光有一部分進(jìn)入接收光纖。當(dāng)A面到測頭端面之間的距離z變化時，進(jìn)入接收光纖的光強(qiáng)度隨之發(fā)生變化，從而使光探測器上發(fā)出的電信號也隨之發(fā)生變化。,（2）光纖振動傳感器,原 理,激光束通過分束器、光纖入射到振動體上的一點(diǎn)，反射光作為信號光束，經(jīng)過同一光學(xué)系統(tǒng)，被引入到探測器。參考光束是從由部分透射面R上反射產(chǎn)生的。 在實際系統(tǒng)中，用光纖輸出端面作為R面。 信號光束只受到垂直振動分量Ucost的調(diào)制。由于振動體使反射點(diǎn)靠近或遠(yuǎn)離光纖，從而改變了信號光束的光路長度，相應(yīng)改變了信號光與參考光的相對相位，產(chǎn)生了相位調(diào)制。信號光與參考光之間的相位差為：,式中，為激光波長，為光波圓頻率。,光纖傳感技術(shù)是伴隨著

6、光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)發(fā)展而形成的一門嶄新的傳感技術(shù)。 光纖傳感器的傳感靈敏度要比傳統(tǒng)傳感器高許多倍，而且它可以在高電壓、大噪聲、高溫、強(qiáng)腐蝕性等很多特殊環(huán)境下正常工作，還可以與光纖遙感、遙測技術(shù)配合，形成光纖遙感系統(tǒng)和光纖遙測系統(tǒng)。,五、光纖傳感器應(yīng)用前景,光纖傳感技術(shù)是許多經(jīng)濟(jì)、軍事強(qiáng)國爭相研究的高新技術(shù)，它可廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域和國防軍事領(lǐng)域。在航天（飛機(jī)及航天器各部位壓力測量、溫度測量、陀螺等）、航海（聲納等）、石油開采（液面高度、流量測量、二相流中空隙度的測量）、電力傳輸（高壓輸電網(wǎng)的電流測量、電壓測量）、核工業(yè)（放射劑量測量、原子能發(fā)電站泄漏劑量監(jiān)測）醫(yī)療（血液流速測量、血壓及心音測量）、科學(xué)研究（地球自轉(zhuǎn)，敏感蒙皮）等眾多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。 由于光纖