偏振调制型传感器

光纤传感器应用与发展论文

光纤传感器的应用与发展

摘要:主要阐述了光纤传感器的结构、原理、分类、特点、现状及发展趋势,并介绍了光纤传感器的几种应用。

关键词:光纤传感器发展趋势应用举例

0 引言

光纤传感技术的出现与光导纤维和光纤通信技术的发展是分不开的,是一种崭新的传感技术。光纤传感器是以光纤为材料的传感器。光纤是光导纤维的简称,其一般结构如图0.1所示。从里到外分别是纤芯、包层、涂覆保护层和护套。光纤的主体是纤芯和包层,涂覆保护层和护套起到隔离杂光和提高光纤强度的作用。本文阐述了光纤传感器的原理、特点、现状及发展趋势,并介绍了光纤传感器的几种应用。

1 光纤传感基本原理及分类

光纤传感技术是20世纪70年代中期伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体,光纤为媒质,感知和传输外界待测信号的新型传感技术。

光纤传感器是利用光在光纤中传播特性的变化来检测、量度它所受到的环境变化。通过被测物理量的变化来调制波导中的光波,使光纤中的光波参量随被测物理量的变化而改变,从而求得被测信号的大小。

根据调制区与光纤的关系,可将调制分为两大类。一类为功能型调制,调制区位于光纤内,外界信号通过直接改变光纤的某些传输

特征参量对光波实施调制。这类光纤传感器称为功能型或本征型光纤传感器,也称内调制型传感器,光纤同具“传”和“感”两种功能。同光源耦合的发射光纤与同光探测器耦合的接收光纤为一根连续光纤,称为传感光纤,故功能型光纤传感器亦称为全光纤型或传感型光纤传感器。另一类为非功能型调制,调制区在光纤之外,外界信号通过外加调制装置对进入光纤中的光波实施调制,这类光纤传感器称为非功能型或非本征型光纤传感器,发射光纤与接收光纤仅起传输光波的作用,称为传光光纤,不具有连续性,故非功能型光纤传感器也称为传光型光纤传感器或外调制型光纤传感器。

光纤振动传感器原理及其特点是什么

在这个过程中，传感器家族的新成员光纤传感器受到青睐。光纤具有许多优异的性能，如：抗电磁干扰和原子辐射，直径小，柔软，机械性能轻;绝缘和无感电气性能;耐水性、耐高温性和耐腐蚀性的化学特性可以在人们无法到达的地方(如高温区)或对人有害的地方(例如核辐射区)发挥眼睛和耳朵的作用，也可以超越人们的生理极限，接收人们无法感知的外部信息。光纤振动传感器原理及其特点是什么? 1.光纤传感器原理根据传感原理，光纤传感器可分为两类：一类是透光(非功能)传感器，另一类是传感(功能)传感器。在光纤传感器中，光纤仅用作光传输介质，通过其他传感元件完成对被测信号的传感。传感器中的输出光纤和输入光纤是不连续的，它们之间的调制器是光谱变化传感元件或其他传感元件。在传感光纤传感器中，光纤对被测信号和光信号的传输敏感。传感器中的“传感”和“传输”光纤是连续的。由于其高频响应特性，这种结构是计算机磁盘驱动器、磁带、超声波设备和生产线的理想解决方案。在传感器中，发射和接收光纤束相对排列。光纤通过测量目标的边缘到达接收光纤。根据光纤调制的不同原理，光纤传感器可分为强度调制、相位调制、偏振调制、频率调制、波长调制等。迄今为止，光纤传感器可以测量70多个物理量。 2.光纤传感器的特点 (1)高灵敏度由于光是一种波长很短的电磁波，它的光学长度是通过光的相位获得的。以光纤干涉仪为例。由于所用光纤的直径很小，当外部机械力或温度变化很小时，光学长度会发生变化，从而导致较大的相位变化。如果使用10m光纤，l℃的变化将导致1000ard检测到最小相位变化0.。01ard，因此可以测量的最小温度变化为10℃，这表明它具有较高的灵敏度。 (2)测量速度快光传输速度最快，可以传输二维信息，因此可以用于高速测量。雷达和其他信号。分析需要很高的检测率，这很难通过电子方法实现。这可以通过光衍射的高速光谱分析来解决。 (3)适合恶劣环境光纤是一种耐高压、耐腐蚀和抗电磁干扰的介质，可以在其他传感器无法适应的恶劣环境中使用。此外，光纤传感器还具有重量轻、体积小、缠绕、测量对象广、可重复使用性好、成本低等特点。

关于桥梁检测、养护、加固技术的现状与发展.doc

关于桥梁检测、养护、加固技术的现状与发展

当前，我国公路建设发展迅速，随着公路通午里程迅速增多，桥梁数量也随之增加。公路运输车辆大型化、重型化发展的趋势，给道路特别是桥梁等道路构造物造成严重损害。对这些受损的桥梁进行必要的检测、加固、养护与管理，使其能够适应通行的需求，是当前公路桥梁工程重要的构成部分。本文分析了我国公路桥梁检测、加固和养护管理中存在的问题，对如何进一步提高公路桥梁检测、加固与养护管理水帄进行了探讨，提出了应采取的措施。关键词：桥梁、检测、养护、加固

Abstract: at present, China's rapid development of highway construction, with the

rapid increase in highway mileage，the number of bridges will also increase. The trend

of large scale and heavy development of highway transportation vehicles，which cause

serious damage to the road structure, especially the bridge. It is an important part of the

current highway bridge engineering to make the necessary inspection，

reinforcement，maintenance and management of these damaged bridges，so as to

adapt to the needs of traffic. This paper analyzes the problems existing in the inspection, strengthening and maintenance management of highway bridges in our country.

光纤传感技术研究论文

光纤传感技术研究论文范文

【论文关键词】：光纤传感器；光纤光栅；光纤传感技术；光纤通信

【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。

1.光纤传感器的基本构成和组成原理

光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。

2.光纤传感器的类型及特点

光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。

传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。

传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。

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:

光学电流传感器系统方案和工作原理

庞丹丹;隋青美;姜明顺

【摘要】The classification of optical current sensors is reviewed according

to the sensor head structure and sensing mechanism, including the

sensing principle and present research of all fiber optical current

sensor,bulk glass optical current sensor, hybrid optical current sensor and

optical fiber Bragg grating current sensor.Their features are also compared

and analyzed. The future outlook in this field is introduced in the end.%根据光学电流传感器系统中传感头结构及传感机理对其进行分类,详细介绍了全光纤型、块状玻璃型、混合型光纤电流传感器及光纤光栅型电流传感器的传感原理及研究现状,并对它们的优缺点进行比较分析.最后对光学电流传感器的未来研究前景进行展望.

【期刊名称】《光通信技术》

【年(卷),期】2011(035)005

【总页数】4页(P36-39)

【关键词】光学电流传感器;法拉第效应;电流测量;全光纤型传感器

【作者】庞丹丹;隋青美;姜明顺

【作者单位】山东大学,控制科学与工程学院,济南,250061;山东大学,控制科学与工程学院,济南,250061;山东大学,控制科学与工程学院,济南,250061;兖矿集团有限公司,山东,邹城,273500 【正文语种】中文

【中图分类】TP212;TN253

0 引言

光纤传感器的分类及其应用原理

第２６卷，第６期　２　０　０　６年６月　光谱学与光谱分析　Ｖｏ１．２６，Ｎｏ．６，ｐｐｌ１７６—１１７８　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｊｕｎｅ，２００６　

光纤传感器的分类及其应用原理　

丁小平　，王　薇　，付连春　

１．首都师范大学物理系，北京１０００３７　

２．中国纺织科学研究院北京中纺化工有限公司，北京１０００２５　

摘要光纤传感器是一种有广泛应用前景的新型传感器。文章介绍了光纤传感器的基本原理、分类及其　

优点。并分别阐述了光强调制型、相位调制型和偏振态调制型光纤传感器的应用原理及基本特点。　

主题词光纤传感器；调制；相位；偏振态　

中图分类号：ＴＨ７４４．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—０５９３｛２００６）０６—１１７６—０３　

引　言　

光纤传感器是近几十年来迅速发展起来的一种新型传感　

器。它具有抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高、重量轻、能　

在恶劣环境下工作等一系列优点，因而具有广泛的应用前　

景。目前已有测量温度、压力、位移、加速度、电流等多种物　

理量的光纤传感器问世。本文从光纤传感器的类别出发，介　

绍光强调制型、相位调制型、偏振态调制型等几类光纤传感　

器的应用原理及基本特点。　

１光纤传感器及其分类　

光纤是利用光的全反射原理来引导光波的。当光波在光　

纤中传输时，表征光波的特征参量（振幅、相位、偏振态、波　

长等），会由于被测参量（温度、压力、加速度、电场、磁场　

等）对光纤的作用而发生变化，从而引起光波的强度、干涉　

效应、偏振面发生变化，使光波成为被调制的信号光，再经　

过光探测器和解调器从而获得被测参量的参数。　

光纤传感器可以按传感原理分为两类，一类称为功能型　

传感器，它的光纤对被测信号兼有敏感和传输的作用，即它　

具有传与感合一的特点。另一类称为非功能型传感器，它的　

光纤仅起传输的作用，而对被测信号的感觉则是利用其他光　

学敏感元件来完成的。光纤传感器还可以按光波在光纤中被　

偏振态调制干涉型光纤传感器

第３６卷第１期　２００２年１月　ｚ　童　羔　姜　㈣　．３６ＮＱ．Ｊａｎ．８０Ｏ２　

偏振态调制干涉型光纤传感器　

李志能，沈　梁，周效东　

（浙江大学信息与电子工程系，浙江杭州３３００２７）　

摘要：针对低双折射光纤双束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落，提出了一种新型干涉型光纤　传感器的消偏振衰落方案．通过在光纤干涉仪的任何一臂加对光波偏振态适当的高频调制．在输出端高频滤波后，　可以消除干涉仪两臂偏振志随机变化的影响，获得干涉信号可见度为０．７０７的稳定输出，从而实现干涉型光纤传　感器的消偏振衰落．　关毽词：光纤干涉仪；偏振衰落；调制　中围分类号：ＴＰ２１２　文献标识码：Ａ　文章编号：ｉ００８　９７３Ｘ（２００２）０３　００５６　０４　

Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　

ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ　ｆｉｂｅｒ－ｏｐｔｉｃ　ｓｅｎｓｏｒ　

ＬＩ　Ｚｈｉ—ｎｅｎｇ，ＳＨＥＮ　Ｌｉａｎｇ，ＺＨＯＵ　Ｘｉａｏ—ｄｏｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｊｂｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｆｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００２７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｅｒｆｅｍｏｍｅｔｒｉｃ　ｆｉｂｅｒ　ｏｐｔｉｃｓ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｒｒａｙｓ　ｈａｖｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｇｒｅａｔ　ｉｎｔｅｒｅｓｔ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ａｐｐｌｉｃａ　

ｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅｉｒ　ｈｉｇｈ　ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．Ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　ａｒｒａｙｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ｏｆ　ｌｏｗ—ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｄｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎａｌ　ｆａｄｉｎｇ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｒａｎｄｏｍ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅｓ　ｏｆ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　

光纤传感器

1. 背景介绍

光(导)纤(维)是20世纪70年代的重要发明之一，它与激光器、半导体探测器一起构成了新的光学技术，创造了光电子学的新天地(领域)。光纤的出现产生了光纤通信技术，特别是光纤在有线通信广的优势越来越突出，它为人类21世纪的通信基础一——信息高速公路奠定了基础，为多媒体(符号、数字、语音、图形和动态图像)通信提供了实现的必需条件。由于光纤只有许多新的特性，所以不仅在通信方面，而且在其他方面也提出了许多新的应用方法。例如，把待测量与光纤内的导光联系起来就形成光纤传感器。光纤传感器始于1977年，经过20余年的研究，光纤传感器取得了十分重要的进展，目前正进入研究和实用并存的阶段。它对军事、航天航空技术和生命科学等的发展起着十分重要的作用。随着新兴学科的交叉渗透，它将会出现更广阔的应用前景。

2. 光纤和光纤传感器结构

2.1 光纤结构：

光纤结构十分简单，它是一种多层介质结构的圆柱体，圆柱体由纤芯、包层和护层组成。

纤芯材料的主体是二氧化硅或塑料，制成根细的圆柱体，其直径在5～75μm内。有时在主体材料中掺人极微量的其他材料如二氧化锗或五氧化二磷等，以便提高的折射率。围绕纤芯的是一层圆柱形套层(包层)，包层可以是单层，也可以是多层结构，层数取决于光纤的应用场所，但总直径控制在100～200μm范围内。包层材料一船为SiO2，也有的掺人极微量的三氧化二硼或四氧化硅。与纤芯掺杂的目的不同，包层掺杂的目的是为了降低其对光的折射率。包层外面还更涂一些涂料，其作用是保护光纤不受外来的损害，增加光纤的机械强度。光纤最外层是一层塑料保护管，其颜色用以区分光缆中各种不同的光纤。光缆是内多根光纤组成。并在光纤间填入阻水油膏以此保证光缆传光性能。光缆主要用于光纤通信。我们知道，光纤是利用光的内全反射规律，将入射光传递到另一端的。它的具体结构和传光原理已在《光纤通信基础》课程中作过详细介绍，本课程不再重复。

关于公路桥梁试验检测技术探讨

摘要：本文简单介绍公路桥梁检测工作的重要性及特点，深入分析了常见的桥梁检测技术。

关键词：公路桥梁；试验；检测技术

中图分类号：k928.78文献标识码：a文章编号：

前言：

随着经济的不断发展，基础设施建设迎来了高潮，公路桥梁工程作为基础设施的重要组成部分，也得到了很大的发展，一批公路桥梁项目得到了建设，为人们的出行方便和国民经济的发展提供了大量的基础支持。但是桥梁在使用超过25年以上后，就进入了老化期，据统计，我国公路桥梁总数的40%已经属于这个范畴，而且随着时间的推移，进入老龄化的公路桥梁还在不断增多，为了确定公路桥梁还能否为方便人们的出行和国民经济的发展继续做贡献，就应该对公路桥梁进行必要的检测，以确定是否具有安全隐患，是否应采取一些修补措施等。可见公路桥梁检测对于公路桥梁具有非常重要的作用，应引起公路桥梁管理者和技术人员的足够重视。本文以下内容将对公路桥梁的检测进行简要的介绍，仅供参考。

1.公路桥梁检测工作的重要性

公路桥梁工程试验检测工作，不仅是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段，也是工程质量科学管理的重要手段，还是公路桥梁工程质量管理的重要组成部分。其重要性主要体现以下几个方面。

1.1 公路桥梁的试验检测，有利于推广新技术，它为程施工积累经验教训，有效的对新材料、新技术、新工艺进行试验检测，可以将新工艺恰当地投入到生产之中，保证计划的可行性、适用性、有效性、先进性。

1.2 公路桥梁通过试验检测，能充分利用当地出产的材料，偏于就地取材。这样，譬如建设地点的沙石，填料等等，可借助试验这种手段，以确定上述材料是否满足于施工技术规定要求。

1.3 公路桥梁通过试验检测，可加强质量保证。如果有了有效地测试手段，可科学地评定路用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。可以对任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验，从而评定其产品是否合格。

2.桥梁检测的特点

传感器与检测技术光纤式传感器

11光控定位光纤开关

——光纤式传感器的测试

项目描述

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光纤开关与定尺寸检测装置是利用光纤中光强度的跳变来测出各种移动物体

的极端位置，如定尺寸、定位、记数等。特别是用于小尺寸工件的某些尺寸

的检测有其独特的优势。如图11-1所示，当光纤发出的光穿过标志孔时，若

无反射，说明电路板方向放置正确。

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通过本项目的学习。

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主要给大家介绍光纤

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式传感器（简称光纤

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传感器）工作原理及

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