07 第7章 光纤传感器.pptx

第1页：光纤传感器本章导读

• 第七章光纤传感器本章重要介绍以下几个内容:
• 1、光纤的结构和传光原理
• 2、光纤传感器的分类
• 3、各种光纤传感器的原理和结构
• 4、各种光纤传感器的实际应用重点是掌握光纤传感器的分类，各种光纤传感器的原理和结构，熟悉各种光纤传感器的应用

第2页：光导纤维

• 7.1光导纤维
• 7.1.1光纤的结构

第3页：光纤的分类

• 7.1.2光纤的分类
• 1.按传输模式分类

第4页：按折射率的变化分类

2、按折射率的变化分类

对应课件图示：按折射率的变化分类，文字要点如上。

第5页：按构成光纤的材料分类玻璃光纤塑料光纤

3.按构成光纤的材料分类玻璃光纤塑料光纤

对应课件图示：按构成光纤的材料分类玻璃光纤塑料光纤，文字要点如上。

第6页：光纤的传光原理

7.1.3光纤的传光原理

第7页：光纤传感器概述

• 7.2光纤传感器概述
• 7.2.1光纤传感器的组成光纤传感器系统包括了光源、光纤、传感头、光探测器和信号处理电路等5个部分
• 光源相当于一个信号源，负责信号的发射；光纤是传输媒质，负责信号的传输；传感头感知外界信息，相当于调制器；
• 光探测器负责信号转换，将光纤送来的光信号转换成电信号；信号处理电路的功能是还原外界信息，相当于解调器

第8页：光纤传感器的性能特点

• 7.2.2光纤传感器的性能特点1抗电磁干扰，电绝缘，耐腐蚀，耐高压，本质安全，在易燃环境下安全可靠
• 7便于复用，便于成网。8成本低

2灵敏度高。3重量轻，体积小，外形可变。4测量对象广泛。5频带宽，测量动态范围大。6对被测介质影响小，这对于医药生物领域的应用极为有利

第9页：光纤传感器的分类

1、按传感器传感原理来分类功能型(Function Fibre Optic Sensor)，又称FF型；非功能型(Non—Function Fibre Optic Sensor)，又称NF型

第10页：按调制光波参数的不同分类

2.按调制光波参数的不同分类强度调制光纤传感器频率调制光纤传感器波长(颜色)调制光纤传感器相位调制光纤传感器偏振态调制光纤传感器

第11页：按被测物理量分类光纤

3.按被测物理量分类光纤温度传感器光纤速度传感器光纤加速度传感器光纤浓度传感器光纤电流传感器光纤流速传感器等

第12页：光纤传感器的工作原理

1、光纤传感器的基本原理光纤传感器的基本原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制区，在调制区内，外界被测参数与进入调制区的光相互作用，使光的光学性质，如光的强度、波长(颜色)、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的信号光，再经光纤送入光敏器件、解调器而获得被测参数

第13页：强度调制光纤传感器

2.强度调制光纤传感器

对应课件图示：强度调制光纤传感器，文字要点如上。

第14页：频率调制光纤传感器

3.频率调制光纤传感器是利用外界因素改变光纤中光的频率，通过测量光的频率的变化来测量外界被测参数，光的频率调制是由多普勒效应引起的

所谓多普勒效应，简单地讲，即是光的频率与光接收器和光源之间的运动状态有关，当它们之间是相对静止时，接收到的光频率为光的振荡频率；

当它们之间有相对运动时，接收到的光频率与其振荡频率发生了频移。频移的大小与相对运动速度的大小和方向都有关，我们测量这个频移就能测量到物体的运动速度

第15页：波长(颜色)调制光纤传感器

4.波长(颜色)调制光纤传感器

对应课件图示：波长(颜色)调制光纤传感器，文字要点如上。

第16页：相位调制光纤传感器

5.相位调制光纤传感器相位调制光纤传感器的原理是：通过被测能量场的作用，使光纤内传播的光波相位发生变化，再利用干涉测量技术把相位变化转换为光强度变化，从而检测出待测的物理量

第17页：偏振态调制光纤传感器

6.偏振态调制光纤传感器偏振态调制光纤传感器的原理就是利用外界因素改变光的偏振特性，通过检测光的偏振态的变化来检测各种物理量

第18页：光纤传感器的应用

• 7.3光纤传感器的应用
• 7.3.1光纤加速度传感器

第19页：光纤速度传感器

7.3.2光纤速度传感器

第20页：光纤压力传感器

7.3.3光纤压力传感器

第21页：光纤温度传感器

7.3.4光纤温度传感器

第22页：光纤声传感器

7.3.5光纤声传感器

第23页：光纤光电传感器

7.3.6光纤光电传感器

第24页：光纤图像传感器

7.3.7光纤图像传感器