光纤传感器的原理及应用论文
光纤传感器的应用与研究

光纤传感器的应用与研究光纤传感器是一种利用光学传输来测量物理量的传感器。
相比于传统的电气式传感器,光纤传感器具有无电磁干扰、小尺寸、高灵敏度等优点,因此在领域广泛应用。
本文将从光纤传感器的基本结构和工作原理、应用领域、研究进展等方面进行分析。
一、光纤传感器的基本结构和工作原理光纤传感器主要由光源、光纤、检测器和信号处理器组成。
其中重要的是光纤,它可分为单模光纤和多模光纤两种。
根据传感器的工作原理,光纤传感器可分为反射式光纤传感器和透射式光纤传感器,前者的工作原理是通过入射光的反射,来检测外界物理信息;后者是通过介质的衰减和散射等特性来测量被测物理量。
光纤传感器的工作原理是利用光的传播特性来间接地测量外界环境中存在的一些物理量。
它包括了利用光强、光相位、拉曼散射、布里渊散射等技术来实现物理量的测量。
在应用中,光纤传感器的光源一般是激光器和LED光源。
检测器几乎都是光电二极管和光电探测器。
至于信号处理器,已经被新技术的发展所淘汰,被DSP芯片系统所替代。
二、光纤传感器的应用领域光纤传感器的应用领域十分广泛,包括了海洋、能源、生物医学、环保、安全控制等多个领域。
以下就为大家列出其中几个应用领域和典型的实例。
1.海洋领域海洋是一个复杂而浩瀚的环境。
光纤传感器的应用可以大大提高海洋数据采集的效率。
比如,在海底光纤通信项目中,通过光纤传感器来监测海底气体的释放,实现对气体释放量的自动记录和长时间的在线监测。
而在海底管道防腐蚀的应用中,则是通过光纤检测管道的温度变化,用来判断防腐材料的拱起和龟裂程度。
2.生物医学领域光纤传感器在生物医学领域中也有着重要的应用。
生物医学领域中最常用的是拉曼散射光谱技术,也就是利用光与物质相互作用的散射现象,来确定生物分子的组成和浓度。
比如,有一种光纤传感器用于监测病人的体温和血氧饱和度。
此外,其他应用也包括了对光纤传感器的生物污染检测,光纤传感器的微型化技术更是在单细胞探索、分子诊断等领域中发挥了重要的作用。
光纤传感器原理及应用

光纤传感器原理及应用《光纤传感器原理及应用》我有一个朋友叫小李,他在一家现代化的工厂里工作。
这个工厂就像一个巨大的机械怪兽,各种机器设备日夜不停地运转着。
小李每天的工作就是确保这些机器的正常运行,这可不是一件轻松的事儿。
有一天,我去小李的工厂找他。
刚走进车间,就被一阵嘈杂的声音淹没。
我看到小李正皱着眉头,拿着一个奇怪的小设备,在一台大型机器旁边捣鼓着。
我好奇地凑过去问他:“你这拿着个啥玩意儿啊?看起来很神秘呢。
”小李抬起头,无奈地笑了笑说:“这是光纤传感器,可别小看它,这对我们的工作可有大作用了。
”我疑惑地看着这个小小的光纤传感器,实在想象不出它有什么神奇之处。
小李像是看出了我的心思,开始给我解释起来:“你看啊,光纤传感器就像是一个超级敏锐的小侦探。
它的原理其实很简单,就像是光在玩一场有趣的捉迷藏游戏。
光纤呢,就像是一条特殊的通道,光可以在里面跑来跑去。
当外界有什么变化的时候,比如说温度变了,或者是有物体靠近了,这个光线在光纤里的传播就会受到影响,就像有人在捉迷藏的过程中突然改变了规则一样。
然后呢,传感器就能检测到这种变化,把这个信号传送给我们的控制系统,这样我们就能知道机器是不是出问题啦。
”小李一边说,一边用手比划着,我感觉自己好像有点明白了。
我又问他:“那这个光纤传感器在你们工厂里到底有啥具体的用处呢?”小李兴奋地拉着我,走到另一台机器前。
“你看这台机器,它生产的零件精度要求特别高。
以前啊,我们只能靠人工来检查零件有没有合格,又累又容易出错。
现在有了光纤传感器就不一样了。
光纤传感器可以精确地检测零件的尺寸、形状等各种参数。
如果零件不符合要求,它马上就能发现,就像一个严格的质检员一样,一点儿都不会马虎。
”我看着那些在流水线上快速移动的零件,不禁感叹道:“哇,这可真是太厉害了!”小李笑着点点头,接着说:“还有呢,在我们的仓库管理方面,光纤传感器也发挥着重要作用。
仓库里有很多货物,以前要找一个特定的货物可麻烦了。
光纤传感器的技术原理与应用

光纤传感器的技术原理与应用随着无线通信技术的快速发展,传感器技术也逐渐成为了各个领域的研究热点,光纤传感器便是其中的一种传感器。
光纤传感器原理简单,但应用范围广泛,在医学、军事、环保、航天等领域都有着广泛的应用。
本文将从技术原理、应用领域、优势与劣势等多个方面综合介绍光纤传感器的技术原理与应用。
一、技术原理光纤传感器的技术原理是利用光纤特有的特性,将测量的物理量转换为光的参数变化,最终将其转化为电信号进行测量。
它由光源、光纤、光检测器和信号处理器等组成,通常包括两种类型:光纤干涉型传感器和光纤光谱型传感器。
光纤干涉型传感器的原理是基于干涉效应。
在光纤的一段区间里,当有物理量作用于其上时,就会引起其折射率的改变,从而会引起光的传播路径的改变,严重影响干涉,从而在检测器上产生干涉信号。
这个干涉信号与控制信号相减得到的信号获得物理量的大小。
光纤光谱型传感器的原理是基于布拉格衍射的特性。
它通过往光纤中添加其周期性的结构,如布拉格光子晶体,形成光纤的布拉格光栅,以实现在传感器中产生布拉格衍射光谱。
当有物理量作用于光纤上时,由于折射率的改变,这种结构将对传播的光波产生相应的改变。
这里的光谱信号与控制信号相减得到的信号可以得到物理量的大小。
二、应用领域光纤传感器在医学、军事、环保、航天等领域都有广泛的应用。
在医学领域,光纤传感器可以用于血氧含量的测量、体内温度的测量以及血流的监测等。
由于光纤传感器可以很轻易地穿过人体,因此非常适合用于内窥镜手术中。
在军事领域,光纤传感器可以测量枪械的火药爆炸、炸药的检测以及船舶振动等。
在环保领域,光纤传感器可以监测水质污染、土壤污染、大气污染等。
特别是在大气污染治理中,光纤传感器对于检测空气中有毒有害物质有着重要作用。
在航天领域,光纤传感器可以用于测空间器的形变、测量燃料系统压力、测量磁场等。
这种传感器能够适应高温高压环境,而且不会被辐射损坏。
另外,在电力工业中,也有大量的光纤传感器应用,比如测量发电机的转速、测量输电线路的温度、测量变压器的电流、电压等。
浅析光纤传感器的应用及技术发展

浅析光纤传感器的应用及技术发展随着科技的发展,光纤传感器在现代化的工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
光纤传感器是利用光纤的光学传输特性,借助光纤制备的传感器,该传感器主要通过分析光传输的属性,来检测和测量机械、物理和化学物质等参数的变化。
下面将从光纤传感器的基本原理入手,对光纤传感器的应用和技术发展进行深入分析。
1. 光纤传感器的基本原理光纤传感器的工作原理是基于光的传输。
光纤是一种透明的、柔性的光学传输介质,具有很好的抗干扰能力和辐射抗击能力。
在光纤传感器中,通常会把光纤分为三段,分别是入口光纤、传感器结构和出口光纤。
光纤传感器可以将物理和化学参数转换为光信号,利用接收到的光信号来达到传感目的。
光纤传感器的主要分类有两种,分别是点式传感器和分布式传感器。
其中,点式传感器通常采用光纤两端相连的方案,主要用于测量热度、湿度、电磁场等参数。
分布式传感器则是在光纤中制造各种敏感结构,并测量光信号的传输和时间,从而获得参数的变化情况。
在分布式传感器中,又分为布喇格栅传感器、拉曼散射传感器、布里渊散射传感器等。
2. 光纤传感器的应用(1)制造业:在制造业生产中,光纤传感器被广泛应用于各种传感监测环节,包括机器人,智能制造、柔性生产线、3D打印等等。
例如,光纤传感器可以用于检测机器人的运动轨迹和姿态,从而在制造工艺中准确控制物体的移动和换架。
(2)医学:在医学领域,光纤传感器有着多种应用。
光纤探针可以为医生提供快速、准确的体内信息,包括温度,压力,氧气浓度等等。
在神经外科方面也有很好的应用前景,可以帮助医生快速判断病灶位置、大小和强度,提高治疗效果和速度。
(3)环境监测:在环境监测中,光纤传感器常常被用于测量气体含量、水质、土壤温度、PH值等。
这些监测数据可以通过网络技术进行远程实时监测,对环境保护产生积极的促进作用。
(4)安全监测:在安全监测方面,光纤传感器应用于土木建筑,特别是高速运输行业的安全监测。
光纤温度传感器的技术原理和相关应用研究

光纤温度传感器的技术原理和相关应用研究摘要:随着光纤技术研究的不断发展,人类的生活越来越离不开光纤传感器。
光纤传感器以其体积小、质量轻、灵敏度高、不易受到电磁的干扰等优点,人类开发出了各种类型的光纤传感器,逐渐取代了传统传感器在人类生活中的应用。
本文详细介绍了光纤的三种特性及其各自的特点,光纤传感器的工作原理和其按照不同方式的分类。
重点讲述了光纤温度传感器的特点以及分布式光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型温度传感器的测温原理与性质特点,并利用它们的工作原理及特点将光纤温度传感器应用到医疗、建筑、电力系统、航空航天等应用上。
利用光纤温度传感器的工作原理,进行基于马赫-泽德尔干涉仪的测温实验。
并根据这次的测温实验得到光纤温度传感器测温的优缺点,并对光纤温度传感器测温方法的改进提出自己的见解。
关键词:光纤光纤传感温度传感器测温Technical principles and fiber optic temperature sensorsrelated researchAbstract:With the continuous development of optical fiber technology research, human life increasingly inseparable fiber optic sensors. Fiber Optic Sensors its small size, light weight, high sensitivity, less susceptible to electromagnetic interference and other advantages, humans developed various types of fiber optic sensors, gradually replaced the traditional sensors in human life.This paper describes the three characteristics of the fiber of their characteristics, working principle of fiber sensor and its classification in different ways. Focuses on the characteristics of the fiber optic temperature sensor, and temperature characteristics and properties of the principle of distributed optical fiber temperature sensors, fiber optic fluorescence temperature sensors, fiber grating temperature sensor, interferometric temperature sensor, and the use of their works and the characteristics of the fiber optic temperature sensors to the medical, construction, power systems, aerospace and other applications.The use of fiber optic temperature sensor works, based Mach - Ze Deer interferometer temperature experiments. And give advantages and disadvantages of fiber optic temperature sensor according to the temperature of the temperature experiment, and suggest improvements fiber optic temperature sensor temperature measurement method of his own views.Key words:Fiber;Fiber optic sensing;Temperature sensor;Applications;Measuring temperature引言随着人类社会的进步,光电子技术发展的越来越快,其中以光纤技术的发展最为迅速,半个多世纪以来,人们充分享用了由光纤技术带来的文明与便利后,有充分的理由使人们相信,人类已逐步进入由光主宰的技术世。
光纤传感器原理与应用

光纤传感器原理与应用光纤传感器是一种基于光学原理的传感器,利用光的散射、干涉、吸收等特性来测量目标物理量。
它具有高灵敏度、快速响应、无电磁干扰等优点,在各个领域得到广泛应用。
本文将介绍光纤传感器的原理、分类以及在不同领域的应用。
一、光纤传感器的原理光纤传感器的工作原理基于光的传输和光与物质的相互作用。
其基本结构由光源、光纤和光检测器组成。
光源发出光信号经光纤传输到目标位置,通过光与目标物理量的相互作用,改变光信号的特性,最后被光检测器接收并转换成电信号进行处理。
光纤传感器的原理主要有散射原理、干涉原理和吸收原理。
散射原理是利用目标物质对光的散射程度与目标物理量之间的关系来进行测量;干涉原理利用光的相位干涉来测量目标物理量;吸收原理则是利用目标物质对光的吸收程度与目标物理量之间的关系来进行测量。
根据不同的原理,可以设计出不同类型的光纤传感器。
二、光纤传感器的分类光纤传感器根据测量方式的不同,可以分为直接测量型和衍射测量型。
1. 直接测量型直接测量型光纤传感器是通过测量光的散射、干涉或吸收来间接测量目标物理量的。
根据光的散射、干涉或吸收特性的不同,直接测量型光纤传感器又可以分为散射型、干涉型和吸收型。
散射型光纤传感器是通过测量光信号在光纤中由于目标物质散射导致的光功率、频谱或相位的变化来进行测量的。
常见的散射型光纤传感器有拉曼散射和布里渊散射传感器。
干涉型光纤传感器是通过测量光信号在光纤中由于目标物质引起的干涉引起的相位差变化来进行测量的。
干涉型光纤传感器可以实现高灵敏度的测量,常见的干涉型光纤传感器有光纤干涉仪和弗罗伊德森干涉仪。
吸收型光纤传感器是通过测量光信号在光纤中由于目标物质吸收导致的光功率变化来进行测量的。
吸收型光纤传感器可用于测量目标物质的浓度、温度和压力等。
常见的吸收型光纤传感器有光纤光栅传感器和吸收型光纤传感器。
2. 衍射测量型衍射测量型光纤传感器是通过测量目标物质对光的衍射现象来直接测量目标物理量的。
光纤传感器的研究与应用

光纤传感器的研究与应用摘要光纤传感器作为现代传感技术的关键组成元素,凭借其高精度、高灵敏度和卓越的抗干扰性能,在工业自动化、环境监测、医疗健康等多个领域展现出巨大的应用潜力。
本研究全面回顾了光纤传感器的发展背景,深入剖析了其基本工作原理,详尽介绍了设计与制造的先进方法,并广泛探讨了其在不同行业应用的现状。
研究中,我们创新性地提出了一种新型传感器结构设计思路,通过精细选择材料与优化制造流程,显著增强了传感器的整体性能。
应用实践表明,光纤传感器在实现工业自动化过程中的温度、压力、位移等关键参数的实时监控与精确管理,以及在环境监测、医疗健康领域的应用中均取得了突破性成就,充分展示了其在未来科技与社会发展中的广阔应用前景与深远影响。
科技进步与市场需求的不断演进,正引领光纤传感器技术步入一个创新与突破的新纪元。
未来展望中,光纤传感器技术将趋向于更高灵敏度、更优精度及深度智能化的进化之路,依托于新材料、新工艺及集成技术的集成,推动实现传感器的多功能集成与智能化管理的飞跃。
此趋势下,光纤传感器在航空航天、军事防御、交通运输等关键领域的应用将获得更深层次的拓展,以精准适配各领域独特需求的挑战。
然而,这一系列的进展伴随着技术难题的升级与市场竞争的加剧,对企业提出了在技术创新能力和品牌影响力上持续提升的要求,以巩固市场地位。
本研究不仅为光纤传感器的设计与制造工艺开辟了新颖思路与途径,也为跨领域应用提供了新视点与借鉴案例,对加速光纤传感器技术的迭代进步与广泛应用具有深远的意义。
关键词:光纤传感器;设计与制作;应用研究;技术创新;发展趋势目录摘要 (1)第一章引言 (3)1.1 研究背景与应用意义 (3)1.2 国内外研究现状 (4)1.3 研究方法与创新点 (5)第二章光纤传感器的基本原理 (6)2.1 光纤传感技术的基础 (6)2.2 光纤传感器的分类与特点 (7)2.3 关键技术分析 (8)第三章光纤传感器的设计与制作 (10)3.1 传感器结构设计 (10)3.2 材料选择与制作工艺 (11)3.3 性能优化策略 (11)第四章光纤传感器的应用研究 (13)4.1 在工业自动化中的应用 (13)4.2 在环境监测中的应用 (14)4.3 在医疗健康领域的应用 (14)第五章光纤传感器的发展趋势 (16)5.1 技术创新与突破 (16)5.2 行业应用的拓展 (17)5.3 面临的挑战与机遇 (17)第六章结论与展望 (19)6.1 研究总结 (19)6.2 未来研究方向 (20)第一章引言1.1 研究背景与应用意义光纤传感器的研究与应用在当前科技发展的浪潮中占据了重要地位。
光纤传感器的应用与开发

光纤传感器的应用与开发随着现代科技的快速发展,传感器技术也在不断地创新与更新,其中一种具有广泛应用前景的传感器就是光纤传感器。
光纤传感器是指采用光纤作为传感元件的传感器,能够实现对温度、压力、应变等物理量的高精度测量。
本文将从光纤传感器的基本原理、应用领域和开发方向三个方面探讨这一新型传感器的相关内容。
一、光纤传感器的基本原理光纤传感器是一种利用构成光纤的玻璃或者塑料等材料,将光信号进行传递、获得传感信号并进行传递和解码的一种光电转换器件。
光纤传感器的原理是利用光纤中光的传输特性,即当光线通过光纤时,光的传播速度比较快,而且与外部环境的物理量会发生一定的影响,可以记录下光的反射或者折射情况,从而实现对外界环境的测量。
光纤传感器有很多种类,其中最常见的是基于菲涅尔反射原理的光纤传感器和基于布里渊散射原理的光纤传感器。
前者是指采用菲涅尔反射原理在光纤内部测量温度、压力、形变等物理量的传感器,能够采集破碎点的光反射信号,通过处理光强度的变化来判定温度、压力等参数。
后者则是一种将基于布里渊散射原理在光纤中的测量技术,主要用于温度、应变、流速、压力等参数的监测。
二、光纤传感器的应用领域光纤传感器具有不同于传统传感器的优势,它在工业、医疗、交通等领域有着广泛的应用前景。
以下是光纤传感器的几个应用领域:1.石油工业领域:光纤传感器在石油工业中有着较广泛的应用领域,如油井压力测量、油管监测等,其中主要应用压力传感器和应变传感器。
2.医疗领域:光纤传感器在医疗领域中应用较为广泛,如眼科医疗领域的眼压检测,牙科医疗领域的口腔温度监测等。
3.民用领域:光纤传感器在民用领域中的应用较为广泛,如飞机和船只的监控,变压器温度监测等。
4.环境监测领域:光纤传感器可应用于环境的监测,如地铁安全监测、风力发电机监测等。
以上仅仅是光纤传感器的几个应用领域,光纤传感器在各行各业中的应用前景还非常广阔。
三、光纤传感器的开发方向目前,全球工业生产和日常生活中都需要完善、智能的传感器技术来支持其各种应用和系统,光纤传感器也不例外。
光纤传感器毕业论文 光纤传感器的应用研究

光纤传感器的应用研究摘要本文介绍了光纤传感器研究的目的、意义及其发展趋势,通过分析研究各类光纤传感器的基本原理,设计出了几种功能较完善的光纤传感器。
首先从研究光纤传感器的工作原理出发,分析各种光纤传感器的结构和原理,通过对原有光纤传感器的结构和控制机理的分析,结合学过的电子知识,设计光纤传感温度计、光纤传感压强计等。
在整个研究过程中采取实验和理论相结合的方式。
关键词: 传感器;光纤通信;禁带宽度;光纤传感温度计;光纤传感压强计。
1绪论光纤传感器是70年代末发展起来的一种新型传感器,它具有不受电磁场影响,本质上安全防爆,体积小,耐腐蚀,灵敏度高等优点。
可用在传统传感器难以涉足的极端恶劣环境,所以在军事、航空航天、生物医学、建筑施工等领域被受青睐。
因此对光纤传感器的研究具有很重要的现实意义。
传感技术是近几年热门的应用技术,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智慧化的方向发展。
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:抗电磁干扰和原子辐射的性能,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。
光纤传感器是最近几年出现的新技术,可以用来测量多种物理量,比如声场、电场、压力、温度、角速度、加速度等,还可以完成现有测量技术难以完成的测量任务。
在狭小的空间里,在强电磁干扰和高电压的环境里,光纤传感器都显示出了独特的魅力。
因此,光纤传感技术应用的研究具有很好的前景。
光纤传感优点:灵敏度较高;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;可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器件;可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境;而且具有与光纤遥测技术的内在相容性。
光纤传感器的原理和应用

光纤传感器的原理和应用光纤传感器是一种利用光纤作为传感器的基础元件,通过光的波导和传输特性来感知和测量环境参数的器件。
它具有高灵敏度、宽测量范围、抗干扰能力强等特点,在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用。
本文将详细介绍光纤传感器的工作原理以及其在不同应用领域中的具体应用。
一、光纤传感器的工作原理光纤传感器的工作原理基于光的传输和波导特性。
它利用光纤的高折射率和内部的光波导效应,将入射的光信号沿着光纤进行传输,并通过测量光信号的改变来获得环境参数的相关信息。
1. 光纤传感器的结构光纤传感器由光纤、光源、检测器和信号处理器组成。
光源产生光信号,通过光纤传输到检测器上,检测器接收到光信号并转换为电信号,再经过信号处理器进行放大、滤波和数字化处理。
2. 光纤的传输特性光纤传感器利用光纤的传输特性进行环境参数测量。
一般来说,光纤的折射率会随着环境参数的变化而改变,例如温度、压力、应变等。
通过测量光信号在光纤中的传播时间、相位差、幅度变化等参数,可以确定环境参数的数值。
3. 光纤传感器的工作原理光纤传感器根据不同的测量原理可以分为多种类型,例如光纤布拉格光栅传感器、光纤衍射光栅传感器、光纤受限传感器等。
这些传感器利用光纤的特殊结构和波导特性,通过测量光信号的衰减、干涉、散射等变化来获得环境参数的相关信息。
二、光纤传感器的应用光纤传感器具有高灵敏度、快速响应、抗干扰能力强等优势,在多个领域中得到了广泛的应用。
1. 工业应用光纤传感器在工业领域中被广泛应用于压力、温度、湿度等参数的测量。
例如,光纤布拉格光栅传感器可以用于监测桥梁、管道等结构的应变变化,以及测量机械设备中的应力分布情况。
光纤传感器还可以用于燃气、液体等介质的检测和监测。
2. 医疗应用光纤传感器在医疗领域中的应用较多,例如用于血氧饱和度监测、生物体内脉搏测量、呼吸检测等。
由于光纤传感器具有非接触式测量的特点,可以大大提高患者的舒适度和安全性。
3. 环境监测光纤传感器在环境监测中起到重要的作用。
光纤传感技术原理与应用研究

光纤传感技术原理与应用研究近年来,光纤传感技术在各个领域得到了广泛的应用。
本文将深入探讨光纤传感技术的原理以及其在实际应用中的研究成果。
一、光纤传感技术原理光纤传感技术是一种基于光信号传输的测量和控制方法。
其原理是通过光的传播和传输特性来感知环境的参数变化,并将信号传递到检测仪器进行处理分析。
光纤传感技术的核心是光纤的特性,包括引导光信号传输的光纤芯和包覆在芯外部的光纤壳。
光纤传感技术有多种工作原理,其中最常见的是基于光纤的干涉原理。
当光信号在光纤中传输时,会与介质的参数变化相互作用,改变其传播特性,这种变化可通过测量光的相位或强度来分析。
例如,当光纤传感器暴露在温度变化的环境中时,光纤的长度会发生微小变化,从而导致光的相位或强度发生变化。
通过测量这些变化,我们可以准确地测量环境的温度。
二、光纤传感技术的应用研究1. 温度传感应用光纤传感技术在温度测量领域具有广泛的应用。
通过利用光纤的热敏特性,可以实现高精度、远距离的温度测量。
比如,在火电厂中,通过将光纤传感器布置在管道上,可以实时监测管道的温度分布,及时预警可能出现的故障。
2. 压力传感应用利用光纤的压力敏感特性,可以实现对压力变化的测量。
在石油钻井、航空航天等领域,光纤传感器被广泛应用于高压条件下的压力监测。
相比传统的电子压力传感器,光纤传感器具有更高的可靠性和耐用性。
3. 气体传感应用通过将光纤传感器与特定的气体传感材料相结合,可以实现对气体成分的监测。
例如,在环境监测中,光纤传感器可以用于监测空气中的有害气体浓度,如二氧化碳、一氧化碳等。
由于光纤传感器具有高灵敏度和快速响应的特性,可以实现对极低浓度气体的准确测量。
4. 应变传感应用由于光纤传感器具有极高的灵敏度和对应变的良好适应性,因此在结构安全监测领域得到了广泛应用。
通过布置在工程结构中的光纤传感器,可以实时监测结构的应变变化,从而提前发现潜在的结构故障隐患。
5. 生物医学应用光纤传感技术在生物医学领域也有着重要的应用。
光纤传感器的原理及应用论文

光纤传感器的原理及应用摘要:本文主要介绍由光纤传感器开展过程与根本的原理,由此分析出光纤传感器在测量技术中的应用以及光纤液位传感器特点与应用,光纤传感器开展方向。
关键字:光纤传感器;原理;应用;开展方向目录1光纤传感器开展过程22光纤传感器的根本工作原理33光纤传感器的应用34光纤液位传感器特点与应用44.1工作原理44.2光纤液位传感器应用55光纤传感器开展方向51光纤传感器开展过程光导纤维传感器〔简称光纤传感器〕是20世纪七十年代迅速开展起来的一种新型传感器。
光纤最早用于通讯,随着光纤技术的开展,光纤传感器得到进一步开展。
一直以来,传感器在朝着灵敏、准确、适应性强、小巧和智能化的方向开展。
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。
近年来,光纤传感器监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的开展而迅速开展起来。
与传统的监测技术相比,光纤监测技术有一系列独特的优点:1〕光纤传感器以光信号作为载体,光纤为媒质,光纤的纤芯材料为二氧化硅,因此,该传感器具有耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点,属本质平安。
2〕光纤本身轻细纤柔,光纤传感器的体积小、重量轻,不仅限于布设安装,而且对埋调部位的材料性能和力学参数影响甚小,能实现无损埋设。
3〕灵敏度高,可靠性好,使用寿命长。
分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外,还具有以下两个显著的优点:可以准确地测出光纤沿线任一点的监测量,信息量大,成果直观;光纤既作为传感器,又作为传输介质,构造简单,不仅方便施工,潜在故障大大低于传统技术,可维护性强,而且性能价格比好。
分布式光纤经久耐用,平安可靠,由它构成的网络可以遍布坝体,这些光纤网络犹如神经系统,可以感知坝体各部位相关信息,大坝因此而有望成为一种机敏构造。
分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶,是一种理想的大坝平安监测系统,广阔平安监测工作者应予以积极推广。
2光纤传感器的根本工作原理光纤传感器的根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,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。
光纤传感器在工业领域中应用的研究

光纤传感器在工业领域中应用的研究随着技术的不断进步和改善,传感器已经成为了工业生产和各个领域中必不可少的设备。
其中,光纤传感器作为一种非常具有发展潜力的技术,目前在工业领域中的应用也日益受到了关注。
本文将会对光纤传感器在工业领域中的应用进行一些研究和探讨。
一、光纤传感器的概念和原理光纤传感器是一种利用光纤技术来进行物理量测量的传感器。
与传统的电气信号传输方式不同的是,光纤传感器是利用了光的传输特性,使得其可以更好地适用于复杂环境下的测量,而且还具有更高的稳定性和精度。
光纤传感器的原理是利用了光纤的折射和反射原理,通过测量光的强度或相位来获得所需要测量的物理量。
常见的光纤传感器包括了弯曲光纤传感器、静压光纤传感器、拉伸光纤传感器、压力光纤传感器、温度光纤传感器等。
不同的传感器类型具有不同的原理和特点,可以针对不同的应用场景进行优化设计。
二、光纤传感器在工业领域中的应用1、压力测量在工业制造和生产过程中,压力是一个非常常见的物理量。
光纤传感器可以通过压力的变化来改变光的折射角度,从而获得压力传感的信息。
利用光纤传感器进行压力测量具有高精度、快速响应、不易受到干扰等优点,在化工、机械、电子等领域中都被广泛使用。
2、温度测量光纤传感器的光纤本身具有很好的绝缘性和耐高温性,因此利用光纤传感器进行温度测量的方式也得到了广泛的应用。
常用的温度光纤传感器包括了“烤瓷”固化型传感器、“瞬态扭曲”型传感器、“热致力”型传感器等。
温度光纤传感器可以应用于各个工业领域中,如机械、电子、石化、冶金等。
3、位移测量在各种工业生产过程中,位移的变化是一个非常重要的指标。
光纤传感器可以用于进行位移测量,通过对光纤中的光信号进行分析,利用位移对光信号的改变来获得位移的数值,具有高精度、高重现性等优点,在机械制造、材料测试、建筑测量等领域得到了广泛的应用。
三、光纤传感器的发展趋势目前,光纤传感器在工业领域中的应用越来越广泛,同时也面临着一些挑战。
光纤传感技术的原理与应用研究

光纤传感技术的原理与应用研究一、前言随着现代工业、农业、交通、房地产等社会经济发展,对于大型工程安全和生产质量等监测需求不断增加,传感技术在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而光纤传感技术正是传感技术领域的一种新型方法,其基于光纤传输特性,利用加工成不同结构的光纤作为传感元件,通过各种信号的传输,检测出物理量信号后进行处理和分析。
本文将主要介绍光纤传感技术的原理与应用研究。
二、光纤传感技术原理1、光纤传感器的分类光纤传感器根据使用原理可分为两大类,即弱化型光纤传感器和强化型光纤传感器。
其中弱化型主要采用传统的调制和解调技术,传感元件较为简单;而强化型多采用布里渊散射和拉曼散射的方法,传感元件则比较复杂。
2、基于光纤传输特性的传感原理光纤的传输特性是光学现象中的折射和反射现象,也就是入射角等于反射角,光的传输速度与密度无关,而与介质的光学性质和传输距离有关;随着物理量的变化,光学纤维或传感器也将跟随产生改变。
目前,光纤传感器的应用范围非常广泛,包括但不限于:温度、压力、剪力、扭矩、应变等物理量的测量,实时环境监测,以及疾病的预防和诊断等。
三、光纤传感技术的应用1、温度及压力传感测量光纤传感器可以实现温度、压力等物理量的非接触式测量,其相对于传统测量方法具有很多优势,如测量精度高、响应迅速、使用寿命长、适用于高温高压等恶劣环境。
目前,这种技术已经被广泛应用于核工业、石油化工、空气动力学等领域,为静态测量提供了很好的手段。
2、加速度测量现代车辆主要采用光纤传感器进行加速度测量,特别是在新能源汽车领域,加速度传感器的应用越来越广泛。
与传统的机械式加速度传感器相比,光纤传感器能够更加稳定地测量加速度变化,并且有更高的温度抗干扰能力和更精确的测量结果。
3、地震预警和振动监测地震是一种自然现象,一旦发生,对人类和城市的影响都是难以预判的,因此地震预警和振动监测具有非常重要的意义。
光纤传感技术能够在地震预警和振动监测中发挥非常重要的作用,其能够对地表和建筑物进行高度精确的测量,准确的检测出地面和建筑物的振幅、频率和加速度等数据,从而实现对灾情的快速判定和防范。
光纤传感器的研究及应用

光纤传感器的研究及应用近年来,光纤传感器在工业、军事、医学、环保等领域中的应用越来越广泛。
它具有信号传输距离远、抗干扰性能好、可实现多参数测试等优点,特别适用于需要长距离远程监测的场合。
本文将探讨光纤传感器的研究及其应用。
一、光纤传感器的研究1. 光纤传感器的基本原理光纤传感器基于光纤传输的原理,能够通过测量光信号的损失、幅度或相位等变化来获取被监测的物理量信息。
传感器通常由光源、光纤和探测器组成,其中光源通常是激光器,光纤是通过改变反射或透射率来获取信号的介质,探测器则用于测量输入信号的变化。
光纤传感器的种类众多,其中包括一些比较常见的,如光纤微波传感器、光纤压力传感器、光纤温度传感器、光纤形变传感器等。
2. 光纤传感器的发展历程光纤传感器技术在上世纪五十年代末期即开始萌芽,当时研究的主要目的是为了提高通讯信号的传输质量。
从那时开始,随着电信业的不断发展以及国家安全、环境监测等领域中对长距离、高精度、多参数监测的需求,光纤传感器的应用范围也不断扩展。
光纤传感器的研究经历了光纤传感器产生、微弱光信号放大、光纤传感器产业化、光纤传感器多功能化等几个发展阶段,取得了许多重要成果。
二、光纤传感器的应用1. 工业应用在工业中,光纤传感器用于物质浓度、温度、压力、形变等参数的测量,可应用于自动化控制、工艺过程监测、质量检测等方面。
如利用光纤形变传感器进行船舶结构的实时监测,可帮助预防结构疲劳而导致的船舶事故;利用光纤传感器监测机械设备的电磁干扰等信息,可帮助实时分析设备异常情况,及时进行维护维修,提高生产效率和设备使用寿命。
2. 医疗应用在医学中,光纤传感器主要应用于激光手术、光学诊断、生物光学以及医学图像处理等领域。
如利用光纤温度传感器在激光切割术中测量切割点的温度,可帮助医生控制切割深度,提高手术安全性和成功率;利用光纤传感器在内窥镜下实现癌症早期检测,可帮助医生更精确地确定癌细胞的位置和范围,提高癌症治疗效果。
光纤传感技术及其应用研究

光纤传感技术及其应用研究在现代科技的发展中,光纤传感技术被赋予了巨大的应用前景,成为了一个备受关注的研究领域。
通过光纤传感技术,我们可以利用光的物理特性来实现对电磁场、温度、压力等物理量的测量和控制,其应用范围极为广泛,涉及到了许多行业和领域。
本文将探讨光纤传感技术的原理、分类及其应用研究。
一、光纤传感技术的原理光纤传感技术是基于光学传输和检测的一种新型传感器技术。
在其测量基本原理中,利用了光波在光纤中传递的物理特性,通过测量光纤组成元件的一些物理参数来反映受测参数的变化情况。
比如,光纤传感器的温度测量原理是相当简单的,因为光纤材料的折射率与温度密切相关。
随着温度的变化,折射率恒定的光线在光纤传输过程中发生可测量的相位变化,从而实现了对温度的测量。
二、光纤传感技术的分类根据其测量的物理量属性,光纤传感技术可以分为温度传感、应力传感、压力传感、光学传感、光纤加速度传感等。
其中,光纤应力传感器可以用于精密的结构变形测试和强度评估,其性能特点和工作原理都与光纤温度传感器类似。
在光学传感方面,通过光纤传感器的实时精确测量,能够对电磁场、气体成分等的传输、变换及控制过程进行快速跟踪和控制。
三、光纤传感技术的应用研究由于光纤传感技术在测量和控制领域的特点和优势,其在军用、航空、大地测量、水下监测、化学、生物医学、智能家居等领域有着广泛的应用。
例如,在工业自动化中,光纤传感技术显然是一种有效的测量手段,可以通过弱扰动和微弱光信号的转化实现高精度测量。
在军事和航空领域中,光纤弱信号传感系统可以实时监测飞行器飞行的各项参数细节,对于飞行安全保障起到了重要作用。
在化学、生物医学领域,光纤传感技术被广泛应用于燃气分析、蛋白质结构分析、神经元测量等方面,甚至在神经科学领域起到了革命性的作用。
四、结论通过对光纤传感技术的理解和应用研究的探讨,我们可以看到其在各行各业中有着重要的地位和应用价值。
虽然光纤传感技术还有一些局限性和困难,比如光系统技术、光纤材料、光源等方面的技术水平还有待提升。
光纤传感器的原理和应用探究

光纤传感器的原理和应用探究在现代科技日新月异的时代,光纤传感器作为一种新兴的传感器技术,其应用范围越来越广泛。
光纤传感器通过测量光的参数变化来检测环境、物理量、化学量等信息,具有响应快、抗干扰能力强、使用寿命长等优点。
本文将对光纤传感器的原理和应用进行探究。
一、光纤传感器的基本原理光纤传感器是利用光的物理特性进行测量的一种传感器。
它的基本原理是利用光纤中光的衍射、干涉、散射、吸收等现象,将周围环境产生的信号转换成光信号,通过传递、解调和处理,最终获得需要测量的物理量信息。
光纤传感器的工作原理可以分为两个部分:光纤传感部分和信号传递及处理部分。
1、光纤传感部分光纤传感部分是光纤传感器的重要组成部分,主要是通过利用光的散射、吸收等物理现象,将要测量的信号转换为光信号。
光纤传感部分主要由光源、光纤和光电器三个部分构成。
(1)光源光源是光纤传感器的初级部件,它主要是产生光信号的光波源。
在光纤传感器中,常使用激光diode LED、LED 这两种类型的光源。
它们的特点是光输出功率稳定、寿命长,对环境温度变化和机械振动等均有良好的适应性。
(2)光纤光纤是光纤传感器的核心部分,是将光信号转换为机械量或其它指标成分的传感器。
它作为光传输的介质,一般采用单模或多模光纤,常用的光纤有石英光纤和塑料光纤。
在光纤中,光信号会通过散射或吸收等方式受到外部环境作用,从而产生不同程度的衰减,物理量的变化会导致光纤中传输特性的变化,如光功率、相位和波长等。
(3)光电器光电器是光纤传感器中的一个重要组成部分,主要作用是将入射的光信号转换成电信号。
光电器一般包括光电二极管、光电倍增管和光栅等,其中光电倍增管能够把非常微弱的光信号转换成较大的电信号。
通过控制光源的强度和改变光纤的位置,光电器能够准确地检测出光强度和位置的变化,实现对环境变化量的测量。
2、信号传递及处理部分信号传递及处理部分是光纤传感器的重要组成部分,主要是将光纤传感产生的信号传递到处理器进行解调、滤波和数字化等处理,最终输出需要测量的参数值。
光纤传感器的设计与应用研究

光纤传感器的设计与应用研究随着科技的发展,新兴技术不断涌现,其中光纤传感技术的应用日益广泛。
光纤传感器是一种利用光传输原理来感测物理量(如温度、压力、应变、流速等)的传感器。
它具有高精度、远距离、免受电磁干扰、耐腐蚀等优点,已经成为了一个非常火热的研究领域。
本文旨在探究光纤传感器的设计和应用研究。
一、光纤传感器的基础原理光纤传感器是基于光纤的物理特性来实现物理量的测量的。
在光纤传感器中,通常采用的是光纤的散射原理,即利用物质对光的散射进行检测。
由于光纤的材质具有一定的散射特性,在传输过程中会出现光的反射和散射,从而形成一种特殊的散射模式,即瑞利散射和布拉格反射。
这种散射模式能够随着物理量的变化而发生变化,进而实现对物理量的测量。
二、光纤传感器的设计光纤传感器的设计是一个较为复杂的过程。
它需要对光纤材料的物理特性、散射原理、传感器的基本结构和应用场景等进行深入研究。
在光纤传感器的设计过程中,常用的方法有两种,一种是采用基于辐射光的传感方式;另一种是采用基于波导光的传感方式。
两种方式的具体区别如下:第一种方式,即辐射光传感方式,是通过将光束发射到物体表面,然后测量反射光或散射光的强度变化来进行测量的。
这种方式具有成本低、灵敏度高、响应速度快等优势。
第二种方式,即波导光传感方式,是通过将光束通过光纤传输到某一点,然后再测量返回光的强度变化来进行测量。
这种方式具有传输距离远、免受电磁场影响等优势。
根据具体的需要和应用场景,可以选择适合的传感方式,来实现光纤传感器的设计。
三、光纤传感器的应用研究光纤传感器的应用是非常广泛的。
常用于测量温度、应变、流速、压力等物理量,它的出现不仅可以提高测量的准确性,而且可以降低成本,减少人力投入,从而有着非常广阔的应用前景。
以下是光纤传感器主要应用领域:1、光纤温度传感器基于光纤温度传感技术,可以实现温度的快速测量和可靠监控。
主要用于工业自动化控制和炼油、钢铁、化工等行业中。
光纤传感器的工作原理与应用研究

光纤传感器的工作原理与应用研究光纤传感器作为一种新型的传感器技术,近年来在物理、化学、生物、医学等领域得到广泛的应用。
本文将介绍光纤传感器的工作原理,并探讨其在不同领域中的应用研究。
一、光纤传感器的工作原理光纤传感器是利用光的传输特性进行测量的一种传感器。
其工作原理主要基于光的衍射、吸收、反射和散射等现象。
1. 反射型光纤传感器反射型光纤传感器是通过测量光的反射来检测被测物理量的变化。
其中,最常见的反射型光纤传感器是光纤光栅传感器。
光纤光栅传感器通过在光纤中引入周期性的折射率变化,使光在光纤中发生衍射,从而实现对物理量的测量。
2. 吸收型光纤传感器吸收型光纤传感器是通过测量光的吸收来检测被测物理量的变化。
例如,利用光纤中某些特殊材料对特定波长光的吸收特性,可以实现对气体浓度、液体浓度等物理量的测量。
3. 散射型光纤传感器散射型光纤传感器是通过测量光的散射来检测被测物理量的变化。
其中,常见的散射型光纤传感器有散射光纤传感器和拉曼光纤传感器。
散射光纤传感器通过测量光在传输过程中的散射光强度变化来实现物理量的测量,而拉曼光纤传感器则是通过测量光在传输过程中的拉曼散射来实现物理量的测量。
二、光纤传感器的应用研究光纤传感器在各个领域中都有广泛的应用研究,下面将以几个典型领域为例进行介绍。
1. 工业领域光纤传感器在工业领域中可用于温度、压力、应变、振动等物理量的测量。
例如,将光纤传感器应用于工业设备的监测与控制中,可以实时监测设备的运行状态,提前发现故障,并及时采取相应的措施。
此外,光纤传感器还可用于工业过程的在线监测,提高生产效率和产品质量。
2. 环境监测光纤传感器在环境监测中具有重要的作用。
例如,通过在地下埋设光纤传感器网络,可以实现地下水位、土壤湿度等指标的实时监测。
此外,光纤传感器还可用于大气污染物的在线监测、水质监测等环境领域的研究。
3. 医学领域光纤传感器在医学领域中的应用主要集中在生物医学成像和生物传感器方面。
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光纤传感器的原理及应用
摘要:本文主要介绍由光纤传感器发展过程与基本的原理,由此分析出光纤传感器在测量技术中的应用以及光纤液位传感器特点与应用,光纤传感器发展方向。
关键字:光纤传感器;原理;应用;发展方向
目录
1光纤传感器发展过程 (3)
2光纤传感器的基本工作原理 (3)
3光纤传感器的应用 (3)
4光纤液位传感器特点与应用 (3)
4.1工作原理 (3)
4.2光纤液位传感器应用 (3)
5光纤传感器发展方向 (3)
1光纤传感器发展过程
光导纤维传感器(简称光纤传感器)是20世纪七十年代迅速发展起来的一种新型传感器。
光纤最早用于通讯,随着光纤技术的发展,光纤传感器得到进一步发展。
一直以来,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。
近年来,光纤传感器监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来。
与传统的监测技术相比,光纤监测技术有一系列独特的优点:1)光纤传感器以光信号作为载体,光纤为媒质,光纤的纤芯材料为二氧化硅,因此,该传感器具有耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点,属本质安全。
2)光纤本身轻细纤柔,光纤传感器的体积小、重量轻,不仅限于布设安装,而且对埋调部位的材料性能和力学参数影响甚小,能实现无损埋设。
3)灵敏度高,可靠性好,使用寿命长。
分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外,还具有以下两个显著的优点:可以准确地测出光纤沿线任一点的监测量,信息量大,成果直观;光纤既作为传感器,又作为传输介质,结构简单,不仅方便施工,潜在故障大大低于传统技术,可维护性强,而且性能价格比好。
分布式光纤经久耐用,安全可靠,由它构成的网络可以遍布坝体,这些光纤网络犹如神经系统,可以感知坝体各部位相关信息,大坝因此而有望成为一种机敏结构。
分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶,是一种理想的大坝安全监测系统,广大安全监测工作者应予以积极推广。
2光纤传感器的基本工作原理
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,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。
光纤传感器一般是由光源、接口、光导纤维、光调制机构、光电探测器和信号处理系统等部分组成。
来自光源的光线,通过接口进入光纤,然后将检测的参数调制成幅度、相位、色彩或偏振信息,最后利用微处理器进行信息处理。
概括光纤传感器一般由三部分组成,除光纤之外,还必须有光源和光探测器两个重要部件。
见下图(1)所示。
图(1)
3光纤传感器的应用
光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了许多行业多年来一直存在的技术难题,具有很大的市场需求。
主要表现在以下几个方面的应用:
(1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。
光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。
(2) 在电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受强电磁场的干扰,无法在这些场合中使用,只能用光纤传感器。
分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力,利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度,定位精度可达米的量级,测温精度可达1度的水平,非常适用于大范围多点测温的应用场合。
(3) 在石油化工系统、矿井、大型电厂等,需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体,采用电类传感器不但达不到要求的精度,更严重的是会引起安全事故。
因此,研究和开发高性能的光纤气敏传感器,可以安全有效地实现上述检测。
(4) 在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面,由于其环境复杂,影响因素多,使用其它传感器达不到所需要的精度,并且易受外界因素的干扰,采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度,可实现
对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。
目前,我国水源的污染情况严重,临床检验、食品安全检测手段比较落后,光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。
(5) 医学及生物传感器。
医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。
光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举,这些技术都是多学科的综合,涵盖的知识面广,象光纤陀螺,火花塞光纤传感器,光纤传感复合材料,以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等;随着科技的不断进步,越来越多的光纤传感器将面世,它将被应用到生产生活的每一个角落。
4光纤液位传感器特点与应用
4.1工作原理
UQG-Ⅱ型光纤液位计是根据力平衡原理测量储罐液位的仪表。
它由浮球、光纤传感器、力平衡传动机构、光电变换器、光缆及智能式数显表等所组成。
其工作原理简述如下:
在力平衡机构的作用下,浮球把感测到的液位的变化量,通过钢丝绳传递给测量装置内的磁偶合器,在磁偶合器的作用下使隔离的光纤传感器感受到位移的变化量,并通过光纤送出光信号给光电变换器变换成电信号给智能式数显示液位,智能式数显表可以根据用户的要求实现声光报警,输出4-20mA和RS232通讯,实现液位的检测与控制。
图(2)工作原理图
特点:
1)、UQG-Ⅱ光纤液位计备有机械指针来显示贮罐液位,不用人工检尺,断电后仍可指示贮罐液位,其示值可用来校核二次表显示值或标定初始值,适用于封存罐。
2)、液位计主机与传感器为隔离式,模块化部件可离线检修,在线安装维护比较方便。
3)、UQG-Ⅱ光纤液位计一般安装在储罐顶上,只需贮罐顶部有DN50(或大于DN50)的法兰,即可安装UQG-Ⅱ光纤液位计,罐外不需任何结构装置。
若将UQG-Ⅱ光纤液位计安装在储罐的根部,则在罐身焊接横衬固定护管。
4)、由于采用光缆传输液位信号,因此电源不进现场,实现无电检测。
5)、光缆传输信用卡号抗干扰能力强,具有良好的稳定性。
4.2光纤液位传感器应用
光纤液位计适用于石油、化工、电力、冶金、交通运输、国防军事部门的常压罐、压力罐以及过程出现负压的贮罐(立罐、卧罐、球罐、内浮顶、外浮顶)等液态介质的生产量、贮存量、消耗量、灌注量的检测、报警、控制与管理。
5光纤传感器发展方向
光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步,出现了很多实用性的产品,然而实际的需要是各种各样的,光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。
目前,光纤传感器技术发展的主要方向是。
(1) 传感器的实用化研究。
即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量,要能够对多种物理量进行同时测量。
(2) 提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度,降低其成本,设计复杂的传感器网络工程。
注意分布式传感器的参数,即压力、温度,特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。
(3) 传感器用特殊光纤材料和器件的研究。
例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。
这些将是以后传感器进一步发展的趋势。
(4) 在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。
(5) 新传感机理的研究,开拓新型光纤传感器。
参考文献
1.《传感器原理及应用》黄贤武,郑筱霞.高等教育出版社,电子科技大学出版社.
2.《光纤传感器的应用》闫若颖,王月香,李淑悦,2007年1月出版.
3.《传感器与传感器技术》何道青.科学出版社,2004年8月1日出版.。