欧姆龙光纤传感器漫反射

欧姆龙光纤传感器漫反射
欧姆龙光纤传感器漫反射

欧姆龙光纤传感器漫反射

接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体接近开关的感应面到动作距离时,不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作,从而驱动直流电器或给计算机(plc)装置提供控制指令。接近开关是种开关型传感器(即无触点开关),它既有行程开关、微动开关的特性,同时具有传感性能,且动作可靠,性能稳定,频率响应快,应用寿命长,抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型。

接近开关又称无触点接近开关,是理想的电子开关量传感器。当金属检测体接近开关的感应区域,开关就能无接触,无压力、无火花、迅速发出电气指令,准确反应出运动机构的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作频率、使用寿命、安装调整的方便性和对恶劣环境的适用能力,是一般机械式行程开关所不能相比的。它广泛地应用于机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业。在自动控制系统中可作为限位、计数、定位控制和自动保护环节等。

欧姆龙光纤传感器漫反射

实验五反射式光纤位移传感器实验

实验五 反射式光纤位移传感器 一、实验目的 了解反射式光纤位移传感器的结构,学习和掌握最简单、最基本的光纤位移传感器的原理和应用。 二、基本原理 反射强度调制式光纤传感器具有准确、结构简单、价格低廉等优点,广泛应用于各种位移、压力和温度传感器中。反射式光纤位移传感器的基本结构如图5-1所示,其中发射光纤通常由一根光纤构成,接收光纤有时候由单根光纤构成,而有些时候为了提高光的接收效率也经常由多根光纤构成。本实验采用的传光型光纤,它是由两根光纤的一端熔合后组成的Y 型光纤,一根作为发射光纤,端部与光源相接发射光束;另一根作为接收光纤,端部与光电转换器相接接收反射光。两根光纤熔合后的端部是工作端也称传感探头,截面为半圆分布即D 型结构。由光源发出的光传到端部出射后再经被测体反射回来,由另一束光纤接收光信号经光电转换器转换成电压信号。 图5-1 反射式光纤位移传感器示意图 传光型光纤反射式位移传感器的发射调制方法,可用等效分析法来分析。首先,画出接收光纤关于反射体的镜像,然后计算出该镜像接收光纤在发射光纤纤端光场中所接收到的光强值,最后将该光强值乘以反射体的反射率R ,作为传感器的最后输出光强。如图5-2中的a 图所示。 接收光纤的镜像坐标即它的等效坐标位置为F (2z ,d ),这里z 为发射接收光纤的端面与反射体之间的距离,d 为发射光纤轴心到接收光纤轴心之间的距离,由此可以获得接收光纤接收到的光强为: ]] )/(1[exp[])/(1[)(2 2/30202222/3020c c tg a z a d tg a z RI z I θζσθζσ+-?+= 其中,0I 为光源的光强,σ为表征光纤折射率分布的相关参数,对于阶跃折射率光纤,它的值为1,0a 为光纤的纤芯半径,ζ为光源种类及光源与光纤耦合情况有关的调制参数, c θ为发射光纤的最大出射角。此函数的曲线形状如图5-2中的b 图所示。 reflector

光纤传感器使用方法

FS-V21/21G/21RP/21RM/21X 光纤传感器调试方法 1、基本组成 本系列的光纤传感器外观基本由以下几部分组成,从左到右依次为: (1)SET键,此按钮可用于敏感度设定。本传感器的基本原理为:通过光纤探头对不同介质折射率的感应,从而获得数字信号,显示在屏幕上,通过显示数值的大小与设定灵敏值的比较发送开关量。 (2)指示灯,此灯在传感器有信号输出时发生亮灭变化。 (3)“设定灵敏值”,在屏幕上显示为绿色,表明当前设定的灵敏值。当探头采集到的数值变化至此数值时,传感器产生信号。 (4)“当前灵敏值”,在屏幕上显示为红色,显示传感器当前采集的数值。(5)“选择按钮”,及左右箭头,可以实现各种功能的选择,相当于翻页键 (6)“模式选择按钮”,此按钮可用于设定不同的工作模式。 2、接线方法 (1)F S-V21/21G/21R/21RM/21X:棕线:L+24V 黑线:信号线 橙线:1-5V 蓝线:公共端 (2)FS-V21RP:棕线:L+24V 黑线:信号线蓝线:公共端 3、灵敏度校准 (1)全自动校准:在工件进入探头的灵敏区域时,按住“SET”键不放,保持3秒,灵敏值将会被设定,显示为绿色 (2)两点校准:在工件未进入灵敏区域时,按住“SET”键保持三秒,有一个敏感值被记忆,然后将工件放置在敏感区域,按下“SET”键保持三秒,另一个敏感值被记忆,当敏感值从一个值变化为另一值时,传感器产生电平变化。 (3)一般校准:也可以通过按“选择按钮”,及左右键来增减敏感度的设定值。 (4)位置校准:在工件未进入灵敏区域时,按住“SET”键保持

三秒,然后将工件放置在离探头一定距离,按下“SET”键保持三秒,一个敏感值被记忆,当工件每次到达此位置时,传感器产生电平变化。 4、常开常闭设定 按下最右侧的开关选择按钮,可以选择,内部开关为常闭还是常开。

光纤压力传感器实验

光纤压力传感器实验 一、实验目的 1、了解并掌握传导型光纤压力传感器工作原理及其应用 二、实验内容 l、传导型光纤压力传感光学系统组装调试实验; 2、发光二极管驱动及探测器接收实验; 3、传导型光纤压力传感器测压力原理实验。 三、实验仪器 1、光纤压力传感器实验仪1台 2、气压计1个 3、气压源l套 4、光纤1根 5、2#迭插头对若干 6、电源线1根 四、实验原理 通常按光纤在传感器中所起的作用不同,将光纤传感器分成功能型(或 称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。功能型光纤传感器使 用单模光纤,它在传感器中不仅起传导光的作用,而且又是传感器的敏感元件。但这类传感器的制造上技术难度较大,结构比较复杂,且调试困难。 非功能型光纤传感器中,光纤本身只起传光作用,并不是传感器的敏感元件。它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件感受被测物理量的变化,使透射光或反射光强度随之发生变化。所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。它的工作原理是:光纤把测量对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上,实现对被测物理量的检测。为了得到较大的受光量和传输光的功率,这种传感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。光纤传感器的特点是结构简单、可靠,技术上容易实现,便于推广应用,但灵敏度较低,测量精度也不高。 本实验仪所用到的光纤压力传感器属于非功能型光纤传感器。 本实验仪重点研究传导型光纤压力传感器的工作原理及其应用电路设计。在传导型光纤压力传感器中,光纤本身作为信号的传输线,利用压力一电一光一光一电的转换来实现压力的测量。主要应用在恶劣环境中,用光纤代替普通电缆传送信号,可以大大提高压力测量系统的抗干扰能力,提高测量精度。 相关参数: l、光源 高亮度白光LED,直径5mm

光纤传感器位移特性实验

光纤传感器位移特性实验报告 一、实验目的: 了解反射式光纤位移传感器的原理与应用。 二、实验仪器: 光纤位移传感器模块、Y型光纤传感器、测微头、反射面、直流电源、数显电压表。三、实验原理: 反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。其原理如图36-1所示:光纤采用Y型结构,两束光纤一端合并在一起组成光纤探头,另一端分为两支,分别作为光源光纤和接收光纤。光从光源耦合到光源光纤,通过光纤传输,射向反射面,再被反射到接收光纤,最后由光电转换器接收,转换器接收到的光源与反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后,接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然,当光纤探头紧贴反射面时,接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加,接收到的光强逐渐增加,到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量,具有探头小,响应速度快,测量线性化(在小位移范围内)等优点,可在小位移范围内进行高速位移检测。 图36-1 反射式光纤位移传感器原理图36-2 光纤位移传感器安装示意图四、实验内容与步骤 1.光纤传感器的安装如图36-2所示,将Y型光纤安装在光纤位移传感器实验模块上。探头对准镀铬反射板,调节光纤探头端面与反射面平行,距离适中;固定测微头。接通电源预热数分钟。 2.将测微头起始位置调到14cm处,手动使反射面与光纤探头端面紧密接触,固定测微头。 3.实验模块从主控台接入±15V电源,打开实验台电源。 4.将模块输出“Uo”接到直流电压表(20V档),仔细调节电位器Rw使电压表显示为零。 5.旋动测微器,使反射面与光纤探头端面距离增大,每隔0.1mm读出一次输出电压U值,并记录。 五、数据记录与分析 1、数据记录表格 X(mm)0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.0 Uo(V)0.080.180.280.400.520.640.750.870.97 1.06

反射式光纤位移传感器特性实验

仪器与电子学院实验报告 (操作性实验) 班级: 学号: 学生姓名: 实验题目:反射式光纤位移传感器特性实验 一、实验目的 1)掌握反射光纤位移传感器工作原理; 2)掌握反射光纤位移传感器静态特性标定方法。 二、实验仪器及器件 光纤、光电转换器、光电变换器、电压表、支架、反射片、测微仪。 三、实验内容及原理 反射式光纤位移传感器的工作原理如图3所示,光纤采用Y 型结构,两束多模光纤一端合并组成光纤探头,另一端分为两束,分别作为接收光纤和光源光纤,光纤只起传输信号的作用。当光发射器发生的红外光,经光源光纤照射至反射体,被反射的光经接收光纤至光电转换元件将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离,通过对光强的检测而得到位移量。 图1 反射式光纤位移传感器原理及输出特性曲线 四、实验步骤 1、观察光纤结构:本仪器中光纤探头为半圆型结构,由数百根光导纤维组成,一半为光源光纤,一半为接收光纤。 2、将原装电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下,装上光纤探头,探头对准镀铬反射片( 即

电涡流片)。 3、振动台上装上测微仪,开启电源,光电变换器Vo端接电压表。旋动测微仪,带动振 动平台,使光纤探头端面紧贴反射镜面,此时Vo输出为最小。然后旋动测微仪,使反射镜面离开探头,每隔0.5mm取一Vo电压值填入下表,作出V—X曲线。 4、根据所测数据求出平均值后,在坐标纸上画出输出电压-位移特性曲线(分前坡和后坡), 计算灵敏度S=,并在坐标纸上画出V—X关系线性、灵敏度、重复性、迟滞曲线。 五、实验测试数据表格记录 表1 六、实验数据分析及处理 1、线性度: 图2 线性曲线

光纤传感器应用

光纤传感技术的应用 在机械、电子仪器仪表、航天航空、石油、化工、生物医学、环保、电力、冶金、交通运输、轻纺、食品等国民经济各领域的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断、安全报警以及军事等方面有着广泛的应用。 1 光纤传感器的特征 光纤传感器系统按照在传感器中的作用分为两种类型:功能型和非功能型。功能型光纤传感器光纤不仅起传光作用,而且是敏感元件,非功能型光学传感器中,光纤不是敏感元件。描述光波特征的参量很多(如光强、波长、相位、振幅态和模式分布等),这些参量在光纤传输中都可能受外界影响而发生变化。如当温度、压力、加速度、电压、电流、位移、振动、转动、弯曲、应变以及化学量和物理量等对光路产生影响时,均使这些参量发生相应变化,光纤传感器就是根据这些参量随外界因素的变化关系来检测各相应物理量的大小。光纤传感器由光源、传输光纤、光电元件等部分组成。其中光源是光纤传感器的重要组成部件,目前常用的有白炽灯,激光器和发光二极管。光电元件多用半导体光电二极管。 与其它常规传感器相比,光纤传感器有如下特点: (1)高灵敏度,抗电磁干扰。由于光纤传感器检测系统不传送电信号,因此,光信号在中不会与电磁波发生作用,也不受任何电噪声的影响,由于这一特征,光纤传感器在电力系统的检测中得到了广泛应用。 (2)频带宽、动态范围大。 (3)可根据实际需要做成各种形状。 (4)可以用很近似的技术基础构成传感不同物理量的传感器,这些物理量包括声场、磁场、压力、温度、加速度、位移、液位、流量、电流、辐射等; (5)便于与计算机和光纤系统相连,易于实现系统的遥测和控制。 (6)结构简单、体积小、质量轻、耗能小。正由于它的这些优点,其应用领域非常广阔市场前景也比较广。 2 国内外光纤传感器的发展情况 美国是最早研制光纤传感器并投资最大的国家并且取得很大成就。从1977开始由美国海军研究所主持的光纤传感器系统共有5个公司参加,主要研究方向是水声器、磁强计和其它水下检测有关设备。1980年开始研究,1984年进行飞行实验的现代数字光纤控制系统(ADOSS),采用光纤译码的光纤传感器系统代替直升飞机驾驶员的控制,最终将实现用光纤液压传动系统代替电源。另外,光纤陀螺(FOG)计划、核辐射监控(NRM)计划、飞机发动机监控(AEM)计划、民用研究计划(CRP)使光纤传感器技术迅猛发展,在军事、民用、电力、监控、桥梁、医学生物检测等方面得到广泛应用。 3 光纤传感器的应用 光纤传感器的应用非常广泛,几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活。在现代信息社会中,传感器技术迅猛发展,其中光纤传感器以其独特的优点应用非常广泛,包括工业、军事、医疗、通讯、过程控制以及恶劣环境下物理量的测量,如光纤传感器在石油领域中的应用、光纤传感器在军事领域的应用、光纤传感器在医学中的应用、光纤传感器在土木工程中的应用、光纤传感器在环境监控中的应用、光纤传感器在飞机上的应用、在电力系统上的应用、光纤传感器的发展动态与研究方面等。“中国2010年远景规划”已将传感器列为重点发展的产业之一,随着我国加入世界贸易组织,传感器的市场需求和发展空间的潜力是非常大的。可以预见,随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,不久的将来光纤传感器必将在海洋、化工、水利电力等各个领域显示其应用活力。

光纤传感器

光纤传感器 ①光纤传感器的基本原理 光纤传感器通过光导纤维把输入变量转换成调制的光信号。光纤传感器的测量原理有两种。 (1) 物性型光纤传感器原理 物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性,将输入物理量变换为调制的光信号。其工作原理基于光纤的光调制效应,即光纤在外界环境因素,如温度、压力、电场、磁场等等改变时,其传光特性,如相位与光强,会发生变化的现象。因此,如果能测出通过光纤的光相位、光强变化,就可以知道被测物理量的变化。这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。 激光器的点光源光束扩散为平行波,经分光器分为两路,一为基准光路,另一为测量光路。外界参数(温度、压力、振动等)引起光纤长度的变化和相位的光相位变化,从而产生不同数量的干涉条纹,对它的模向移动进行计数,就可测量温度或压力等。 (2) 结构型光纤传感器原理 结构型光纤传感器是由光检测元件(敏感元件)与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统。其中光纤仅作为光的传播媒质,所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。 图2 结构型光纤传感器工作原理示意图 (3) 拾光型光纤传感器原理 用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。

图3 拾光型光纤传感器工作原理示意图 ②光纤传感器的优点 与传统的各类传感器相比,光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质,具有光纤及光学测量的特点,有一系列独特的优点。 (1) 电绝缘性能好。 (2) 抗电磁干扰能力强。 (3) 非侵入性。 (4) 高灵敏度。 (5) 容易实现对被测信号的远距离监控。 (6) 耐腐蚀,防爆。 (7) 光路有可挠曲性,便于与计算机联接。 (8) 结构简单,体积小,重量轻,耗电少等。 光纤传感器在军事、航空、医学、环境监测、土木工程、电子系统等很多领域都有广泛的应用,尤其适用于以下特殊环境: (1) 在高压、电磁感应噪音条件下的测试; (2) 在危险和环境恶劣条件下的测试; (3) 在机器设备内部的狭小间隙中的测试; (4) 在远距离的传输中的测试。

江阴大桥桥梁结构健康监测系统的硬件系统改造

江阴大桥桥梁结构健康监测系统的硬件系统改造 孙孝婷 (江苏扬子大桥股份有限公司,江苏江阴214433) 摘要:江阴大桥结构健康监测系统是我国最早建立、也是最早进行改造的特大型桥梁结构安全监测系统。由于设计施工上的缺陷,系统运行不久就出现数据采集系统硬件损坏,导致系统处于瘫痪状态。介绍改造前后硬件系统的组成,并对监测内容和使用的传感器进行分析,以对以后特大型桥梁结构健康监测系统设计提供借鉴。 关键词:传感器;数据采集与传输;在线实时监测;结构健康评估 文章编号:1009-6477(2010)01-0098-04中图分类号:U445.7文献标识码:B Reconstruction of Hardware in Health Monitoring System for Structure of Jiangyin Bridge SUN Xiaoting 江阴大桥原桥梁结构健康监测系统由于设计上的缺陷,系统使用不久就出现大面积硬件故障,导致建成几年来无法形成有用的监测报告,更谈不上实现损伤识别了。根据这些情况,江苏扬子大桥股份有限公司联合香港理工大学、江苏交通科研设计院对系统进行了升级改造。作为国内最早建立的桥梁结构健康监测系统,江阴大桥的改造工作对其他特大型桥梁的设计具有很好的借鉴作用。 1原结构健康监测系统硬件系统基本情况 原系统由位于监控中心的主控工作站和位于锚室箱梁的8个外站组成,通过位于北塔的光集线器组成光纤局域网。外站主要负责传感器数据采集,并进行数据预处理。工作站负责系统参数控制,并对接收到的外站数据进行统计、处理、存储及显示。江阴大桥原桥梁结构健康监测系统设计时没有考虑夏季钢箱梁内的高温,仍沿用野外施工控制常用的防尘、防水密封机箱,使得硬件系统的工作环境非常恶劣。很多外站使用半年左右就出现了硬件损坏,此外传感器的选型和布设位置也存在问题,这些因素导致原系统几乎没有采集到有效的数据。原软件系统基本为数据采集,没有完整的分析评估功能,且数据采集用非标准的技术方法集成在一起,造成工作不可靠。总体来讲,原系统基本未发挥任何作用。 1.1外站系统 外站是由英国承包商设计的非开放系统,其工作原理是:传感器采集的信号首先由调理器规范,通过主板并行口由DM A模式进入外站PC主机,数据处理后由网络适配器送往江阴大桥监控中心工作站。改造前除1号外站外,其余外站均不能正常工作,从而无法采集相关数据。本次改造更换了所有外站。新外站采用标准工业控制计算机加NI工业级数据采集模块,并采用大容量电子盘作为本地数据记录的缓冲器,以延长硬盘的使用寿命。 1.2传感器系统 原系统采用的M TN7200系列压阻式加速度传感器和剪力销,共使用72只加速度传感器和12只吊索荷载传感器(剪力销)。这种应变式加速度传感器,在抗电磁场干扰、抗腐蚀、抗潮湿等能力上难以适应桥梁结构恶劣的工作环境。而且其固有频率较低,随着使用时间的增加,传感器信号会发生漂移。在稳定性、耐久性和分布范围上都不能很好地满足工程实际需要。在本次改造中,增加了光纤光栅传感器进行主梁应力应变以及温度的监测,保留了用于监测锚股索力的磁弹仪和监测吊杆拉力的剪力销,对振动监测系统中加速度传感器的数量和布设位置进行了精简优化。 1.3主梁线形监测系统 原系统采用光学电子距离测量系统(EM D)对主梁纵向、横向和垂直移动进行测量。其主要设备是瑞士Leica公司提供的全站仪,其通过机械运 收稿日期:2009-02-23 作者简介:孙孝婷(1978-),女,江苏省江阴市人,本科,工程师. 公路交通技术2010年2月第1期Technology of Highway and Transport Feb.2010No.1

浅谈反射式强度型光纤传感器

大学物理实验 光纤技术专题实验 学院 班级 学号 姓名 教师张丽梅 首次实验时间2012年9月17日

浅谈反射式强度型光纤传感器 摘要:本文通过物理实验的经历和收获和查阅相关资料,简要地论述了反射式强度型光纤传感器的工作原理,以及国内外对该类传感器研究现状,指出其存在的问题和解决方法。 关键词:反射式光纤传感器,反射面,强度调制,研究,发展趋势 1引言 通过光纤技术专题实验,我对光纤的结构和一般性质,光纤的耦合、传输及传感特性有了一定的了解,尤其是在做第三个实验“光纤传感”时,对反射式强度型光纤传感器产生了浓厚的兴趣。通过查阅资料等手段,写下了这篇浅显的论文。 2反射式强度型光纤传感器及其原理 反射式强度型光纤传感器(RIM-FOS:Reflective Intensity Modulated Fiber Optic Sensor)具有原理简单、设计灵活、价格低廉等特点,并已在许多物理量

( 如位移、转速、振动等) 的测量中获得成功应用。其结构原理如图1。 图2 与传统传感器是以机- 电测量为基础相比,,光纤传感器则以光学测量为基础。从本质上分析, 光就是一种电磁波, 其波长范围从极远红外的1nm 到极远紫外线的 10nm。电磁波 的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此, 在讨论光的敏感测量时必须考虑光的电矢量E 的振动。通常用下式表示:E=Asin( ωt+")

式中A—电场E 的振辐矢量; ω—光波的振动频率;"— 光的相位; t—光的传播时间。由上式可见, 只要使光 的强度、偏振态( 矢量A的方向) 、频率和相位等参量 之一随波测量状态的变化而变化, 或者受被测量调制, 那么, 我们就有可能通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位的调制等进行解调, 获得我们所需要 的被测量的信息。最简单的反射式强度型光纤传感 ( RIMFOS)由光源、发送光纤、接收光纤、反射面以及 光电探测器组成.在图一中S 为光源, D 为检测器。光 源S 发出的光经发送 光纤束全反射传播, 到达反射面( 被测物) , 射 进入接收光纤束再次全反射传播到达检测器D, 测器D 输出相应的电信号U0。 U0=f( d) 在光纤芯半径r、光纤的数值孔径NA、反射面、 检测器已确定情况下, 输出电压U0 只是位移d 的函数。所以通过分析输出电压U0, 可以得到相应位移d的数值, 这样可以实现非接触微小位移的精密测量。

反射式光纤传感器原理操作步骤

五、注意事项 1.不得随意摇动和插拔面板上的各种元器件,以免造成实验仪不能正常工作。 2.光纤传感器弯曲半径不得小于5㎝,以免折断。 3.旋动螺旋测微丝杆尾帽中出现咔咔声表示不能继续前进,不能超过其量程。 4.在使用过程中,出现任何异常情况,必须立即关机断电以确保安全。 5.不得用手触摸反射面,以免影响实验结果。 六、实验操作 1)光路与机械系统组装调试实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 图3 光纤传感器安装示意图 2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路不接调零电路,输出端U0接入电路板上电压表。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.选择智能可调档位200mv或者2v档位。 5.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 6.关闭电源。 2)发光二极管驱动实验1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把发射部分接入电路。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 3)光电探测器PD接收实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把接收部分接入电路。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 4)光纤位移传感器输出信号放大处理实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面某一距离后维持不动,调节增益旋钮,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 5) 光纤位移传感器输出信号误差补偿电路 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座 7

光纤传感器技术简介

光纤传感器技术简介 摘要:光纤传感器技术经过二十多年的研发阶段,已经步入了实用阶段。光纤传感器特有的优点以及广泛的种类使其具备了替代传统传感器的能力。通过环境变量对光纤中传输光束强度、相位、偏振、光谱等光学特性的调制,使光纤传感器能够在远距离监控恶劣环境中系统的温度、应力、电流等不同的物理量。光纤在这个过程中同时起到了信号传感和传输的作用。光纤传感技术在工业,生物,工程,智能结构,人居生活等方面都有广阔的应用前景。本文旨在为读者介绍光纤传感器技术和它的一些应用领域。 关键词: 光纤传感器; 调制型光纤传感器; 分布式传感器; 传感器的应用 An Introduction to Fiber Optic Sensor Technology Liu Wj Abstract: The technology of fiber optic sensor has entered the stage of practical application after the past decades’ development. Fiber optic sensors, with their unique advantages and a wide range of types, have the ability to displace traditional sensors. Fiber optic sensor technology offers the possibility of sensing different parameters like strain, temperature, pressure in harsh environment and remote locations. These kinds of sensors modulate some features of the light wave in an optical fiber such an intensity and phase or use optical fiber as a medium for transmitting the measurement information. This paper is an introduction to fiber optic sensor technology and some of the applications that make this branch of optic technology, which is still in its early infancy, an interesting field. Key words: Fiber optic sensors; modulation based fiber optic sensors; distributed sensors; sensor applications 0引言 光电子学和光纤通信的进步带来了许多新的产业的革命,光纤不仅可以作为一种传输介质,同时也可以用来设计传感系统。利用光纤作为传感元件,或者通过光纤来和传感元件联系的技术都包含在光纤传感器技术的范畴内,光纤传感器技术现在已经是光纤技术中的一个重要分支。光纤质量轻、体积小、电绝缘、耐高温、多参量测量、抗电磁干扰能力强。同时光纤具有传光特性,无需其他介质就能把待测量值与光纤内光特性变化联系起来,集信息传感和传输与一体,容易组成光纤传感网络。这些都使它拥有了其它电子传感器件不具备的优势。

反射式光纤位移传感器实验

反射式光纤位移传感器实验报告 一、实验内容 1、按照光路图搭建各类光学元件 2、用螺丝固定两侧推平移平台,侧推平移台装在滑块上,然后采用 FC=FC对接法兰连接半导体激光输出接口与塑料反射式传感光纤,塑 料反射式光鲜FC端口与功率计感应端口通过光纤法兰座固定。 3、塑料反射式传感光纤螺纹端夹持固定可调棱镜支架中,并调节可调 棱镜支架的调节旋钮使出射的光路与导轨平行。 4、调节反射镜与反射式光纤跳线之间距离,使得反射端紧贴反射镜, 调节旋钮使得反射光与入射光重合达到反射镜与光路垂直,直到显示 的功率接近0值。 5、固定反射镜与可调棱镜的位置,旋转沿光轴方向(导轨方向)xuan 转侧推平移台尺杆,使反射镜远离光纤发光端,并记录位移-功率值数 据并绘制实验图,在曲线图中线性最好的那一段可作为实际位移传感 器应用。 二、实验结果 三、实验分析 如图,线性较好的第一段(即位移在0-0.3mm间)满足线性化,可作为实际位移传感应用。反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。光从光源耦合到光源光纤,通过光纤传输,射向反射片,再被反射到接收光纤,最后由光电

转换器接收,转换器接受到的光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后,接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然,当光纤探头紧贴反射片时,接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加,接收到的光强逐渐增加,到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量,具有探头小,响应速度快,测量线性化(在小位移范围内)等优点,可在小位移范围内进行高速位移检测。

光纤传感器在温度测量中的应用

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,达就是光纤传感器。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。 与其他传感器相比,光纤传感器的特点是:抑抗电磁干扰,电绝缘性能好,耐腐蚀,安全可靠。因此可用于强电磁干扰,燃易爆,强腐蚀等环境中。灵敏度高、重丝轻、体积小、光路可变等。光纤传感器测温技术是近年才发展起来的新技术,并已逐渐显露出某些优异特性。可是,正象其他新技术一样,光纤传感器技术并不是万能的,它不是用来代替传统方法,而是对传统测温方法的补充与提高。充分发挥它的特长,就能创造出新的测温方案与技术应用的场合。 光纤传感技术是伴随着光导纤维和光纤通信技术发展的一种新的传感技术。是20世纪70年代中期以来国际上发展最快的高科技应用技术。光纤传感器与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。以其独有的特质而得以广泛应用,不难看出光纤传感器未来将会有较广阔的应用前景。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城。https://www.360docs.net/doc/ed2944852.html,/

最新光纤传感器的应用研究

光纤传感器的应用研 究

光纤传感器的应用研究 孙义才 2011301510103 电科三班 摘要:光纤传感技术是一门新的科学技术,也是信息社会的一个重要技术基础,在当代高科技中占有十分重要的位置。该技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术和密集型前沿技术。本课题主要了解光纤导光的基本原理及其在传感技术上应用的物理基础,重点研究光纤传感器敏感的物理量、光纤传感器的基本类型及其相关应用。 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.序言 光纤传感技术是二十世纪七十年代左右随着光纤通信技术的萌芽而迅速建立起来的,通过以光波这一载体并光纤这一媒质,起到具有感知与信号传输的新型传感技术。作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤,具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。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。 现阶段,光纤传感领域在世界中的发展大致分为两大方面:应用开发与相关原理性研究。 2.1光纤传感器的结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接,见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。

传感器原理第九章 光纤传感器

第九章光纤传感器第一节光纤的传光原理与特性 一、光纤的结构 二、光纤的传光原理 三、光纤的传光特性 第二节传输光的调制技术 一、光强度调制 二、光相位调制 三、偏振调制 四、频率调制 第三节强度调制光纤传感器 一、光纤水深探测器 二、透射式光纤温度传感器 三、反射式光纤位移传感器 第四节相位调制光纤传感器 第五节偏振调制光纤电流传感器 第六节频率调制光纤血流传感器

第九章光纤传感器 1970年,美国康宁玻璃公司研制成功传输损耗为20db/km的光导纤维。光导纤维的诞生,是20世纪人类的重要发明。现已广泛应用于工程技术、及通讯技术。 光导纤维作为远距离传输光波信号的媒质,最早用于光通讯技术,但人们在实际光通讯过程中发现,光导纤维受到如压力,温度、电场、磁场等外界环境因素变化的影响时,将引起光纤传输的光波量,如光强、相位、频率、偏振态等的变化。若能测量光波量的变化,就可以知道导致这些光波量变化的压力、温度、电场、磁场等物理量的大小。于是,诞生了光导纤维传感器技术。 光纤传感器亦称光导纤维传感器,光纤传感器技术是70年代末发展起来的一门崭新技术,是传感器技术领域里的新成就。 光导纤维传感器技术是随着光导纤维的实用化和光通讯技术的发展而发展起来的,它与以电为基础的传感器相比有本质的区别。 光纤传感器是以光来作敏感信息的载体,用光导纤维作为传递敏感信息的媒质。

光导纤维传感器同时具有光导纤维及光学测量的一些宝贵的特点: 灵敏度高、结构简单、体积小、耗电量少、耐腐蚀、绝缘性好、光路可弯曲、抗电磁干扰、对被测场不产生影响、易实现对被测信号的远距离测控。 光纤传感器技术是一门多学科性科学,涉及到的知识面广泛,如光纤光学、光电技术、弹性力学、电磁学、电子技术、计算机应用等。本章重点介绍光纤传感器原理、分类、及典型应用。

光纤传感器的主要应用领域

关于传感系统中光纤的应用有基本其实本站早就有探讨过。对于光纤的传输特性,在传感器技术中的要求与其在工业中应用中是不同的:邮政,电报等方面的应用中不希望的(如损耗),在传感技术中恰恰是可以利用的。在光纤传感技术中,为了获得所期望的灵敏度,可以将光纤“增敏”或者“去敏”,就是比如果只是采用通讯用普通光纤,那么光纤传感器性能将受到限制。根据传感技术的需虽选用新的材料、设计特殊结构的专用光纤是光纤传感技术发展的一个基础课题。 传感器的概念并不陌生,可以类似人的眼睛就是一种传感器。人步行时,要用眼睛观察道路状况,由大脑作出判断并控制着步行的方向和行动,这样才能保证安全行走。在人类有目的指向的行为中,关于目标的识别和判断都是必不可少的。在工程技术中控制和测量的关系也是如此:要实现准确的自动控制,必须从工程对象那里得到信息,在其基础上作出准确的判断。微型计算机的发展不仅带来了计测技术本身的高度发民同时也促进了高可靠快自动控制机器的发展与普及。无论是计测还是控制,其最重要的部分都是作为来自待测目标的信息入口的传感器。随着对于计测和控制方面的要求越来越民相应的实现各种目的传感器的研制开发都迅速展开。 至于光纤传感器,可以这样定义:一种用来检测光在光纤中传播时,因光纤的全部或部分环节所在环境(物理量或化学置或生物虽等)的变化带来的光传榆特性改变的装置。光纤传感器与传统的各类传感器相比,有独特的优点。光纤本身用作基本传感器,具有高灵敏度,抗电磁干扰,耐腐蚀、防爆及不干扰被测场等特点;光纤作为传感信号的传送系统,与传统的金属线路相比,具有抗电磁场相地球环流的干扰、可靠住高、安全及可长距离传送等优点;并且便于与计算机连接、与光纤传输系统组成遥测网络;加之光纤传感器结构简单、体积小、重量,因此光纤传感器有着广泛的应用潜力。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关传感器产品的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城。https://www.360docs.net/doc/ed2944852.html,/

光纤传感器的基本原理及在医学上的应用

2008年9月中国医学物理学杂志Sep .,2008 第25卷第5期 ChineseJournalofMedicalPhysics Vol.25.No.5 光纤传感器的基本原理及在医学上的应用 孙素梅1,陈洪耀2,3,尹国盛2(1.漯河医学高等专科学校,河南漯河462000;2.河南大学物理与电子学院,河南开封 475004;3.中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031) 摘要:目的:本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类,重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、pH值等五方面的应用。方法:光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类:一类是传光型传感器,另一类是传感型传感器。结果:目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点:小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束,就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后,扩大了内窥镜的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的,且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术时,血管镜可提供很多重要的信息,用以引导激光辐射的方向,选择激光的能量和持续时间,并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断,也正进入治疗领域中,例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症的有效途径,但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制,而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测,从而使温度不致于过高杀死人体的正常细胞,也不会过低达不到治疗目的,使癌细胞进一步扩散。光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和开发正日益兴起。结论:光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器在医学领域得到应用,为治疗疾病提供了一种崭新的方法。可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,不久的将来光纤传感器必将会进一步推动医学的飞速发展。 关键词:光纤传感器;测量;医学;应用中图分类号:R312 文献标识码:A 文章编号:1005-202X (2008)05-0846-05 The Basic Principle and Applications on Medical of Fiber Optic Sensors SUNSu-mei1,CHENHong-yao2,3,YINGuo-sheng2 (1.LuoheMedicalCollege,LuoheHe'nan462000,China;2.ChinaPhysicsandElectronicsCollege,He'nanUniversity,KaifengHe'nan475004,China;3.TheAn'huiInstituteofOpticsandPrecisionMechanics,TheChineseAcademyofSciences,HefeiAnhui230031,China) Abstract:Objective:Thisarticlesimplyintroducedthebasicprincipleoffiberopticsensoranditsapplicationespeciallyonmedicalinbloodpressure,thespeedofflow,thepHvalueetc.Method:Thefiberopticsensorbasicprincipleisthelightwhichsendsoutthephotosourcesendsinafterthefiberopticthemodulationarea,inthemodulationarea,theoutsidewasmeasuredtheparameterwithentersthemodulationareathelighttoaffectmutually,causesthelighttheintensity,thefrequency,thephase,thepolarizationtooccurchangesintothesignallightwhichmodulates,againpassesthroughthefiberoptictosendinthelightdetector,thedemodulatorobtainsismeasuredthephysicalquantity.Thefiberopticsensormaydivideintotwokindsaccordingtoitssensingprinciple:onekindisthelight-passingsensor;theotheristhesensingsensor.Result:Atpresent,themainapplicationinthemedicineisthelight-passingfiberopticsensor.Themainadvantagesoffiberoptic sensorare:exquisite,insulation,notinfluencedbytheradiofrequencyandthemicrowave.Themeasuringaccuracyish igh.Theimagetransmissioninmedicalisthespecialpartof theapplicationonthetransmissionmodesfiberopticsensor.Onlytieaplentyoffiberoptictocompositionfiberoptics,wecouldmakethesensorwhichcancausetheimagespace 收稿日期:2008-03-10 作者简介:孙素梅(1954-),女,漯河医学高等专科学校物理教研室 副教授。Tel :0395-296452713939575106;E -mail : sunsumei2007@https://www.360docs.net/doc/ed2944852.html, 。 846--

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