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全光纖傳感器
閱讀�1372�(shí)間:2020-10-26 16:43:20

光纖振動(dòng)傳感�的傳感端為光�,屬�無源器件� 不會(huì)受到電磁干擾� 振動(dòng)檢測(cè)靈敏度高,因此,在振�(dòng)傳感�(lǐng)域被廣泛的應(yīng)�。全光纖振動(dòng)傳感�的另一�(gè)�(yōu)�(diǎn)�,其傳感臂是分布式的,可以同�(shí)檢測(cè)被測(cè)物理量在傳感臂分布范圍內(nèi)任意一�(diǎn)上的變化� 這是傳統(tǒng)的傳感器所無法做到��

系統(tǒng)�(jié)�(gòu)

干涉型光纖傳感器的原理是: 根據(jù)光彈效應(yīng)� �(dāng)外界振動(dòng)信號(hào)作用在光纖上�(shí)� 光纖�(zhǎng)度和折射率等�(fā)生使傳輸光的光程�(fā)生變�� 從而導(dǎo)致光相位變化。通過�(gòu)造光路使兩路相干光干涉, 從干涉光�(qiáng)中就能得到光相位變化的信�,光相位變化即對(duì)�(yīng)了外界振�(dòng)信號(hào)的變�。干涉型光纖傳感器主要應(yīng)用的是邁克爾�( Michelson) 干涉儀� 馬赫—曾德爾( Mach-Zenhder) 干涉儀� Sagnac 干涉儀以及各干涉儀之間混合組成的干涉系�(tǒng)[2] �

SLD 為超輻射二極管提� 1 310 nm 的激光,DC1 為環(huán)形器,從光輸入端 1 輸入的光� 2 輸出� � 2 中輸入的光從 3 中輸�。DC2 是均� 3 × 3 光纖耦合器, 輸入�5 為光源輸入端� 輸入� 6 為干涉光探測(cè)�� 輸入� 4 和輸出端 7 之間用數(shù)公里的延�(shí)線圈相�� 在輸出端 8 和法拉第旋轉(zhuǎn)�( 10 位置�) 之間為振�(dòng)信號(hào)檢測(cè)光纖� 這段光纖布設(shè)在電�(jī)需要監(jiān)�(cè)振動(dòng)狀況的部位� 電機(jī)的振�(dòng)作用于這段光纖上,�(duì)光纖中傳�?shù)募す膺M(jìn)行相位調(diào)�。從輸出� 6 輸出的干涉信�(hào)� PIN2 接收,在該處干涉的兩路相干光所 � � � � � � �: Path1� 1�2�5�8�9�10�9�8�4�7�6;Path2� 1�2�5�7�4�8�9�10�9�8�6。從輸出� 5 輸出的干涉光� 2 處輸入環(huán)形器� 并從 3 處輸�� � PIN1 接收� 輸出� 5處干涉的兩路相干光所走的路徑分別�: Path3�1�2�5�8�9�10�9�8�4�7�5; Path4� 1�2�5�7�4�8�9�10�9�8�5�

�(yīng)用領(lǐng)�

光纖傳感器與傳統(tǒng)的機(jī)械� 電子類傳感器相比,憑借諸多優(yōu)�(shì)使其在地震探�(cè)、環(huán)境監(jiān)�(cè)及醫(yī)療衛(wèi)生等方面具有廣泛的應(yīng)用前�� 基于馬赫-曾德爾干涉儀 (MZI) 原理的傳感器是光纖傳感器中較重要的一類,已成為光纖傳感領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),目前主要集中在特種光纖和特殊結(jié)�(gòu)傳感�� 但是�(jià)格比較昂�,結(jié)�(gòu)�(fù)雜,難以�(shí)�(xiàn)大規(guī)模生�(chǎn)�(yīng)��

光纖傳感器已�(jīng)�(yīng)用于�(huán)保產(chǎn)�(yè)� 的生物化�(xué)材料制造過�,它可以�(duì)液面高度、折射率、溫度和�(yīng)變�(jìn)行精確測(cè)量� 研究表明,對(duì)于細(xì)纖芯的低階包層光�,纖芯模式在干擾模式中占主導(dǎo)地位,這是�?yàn)槎嗄9饫w本征模間干擾的自由光譜范�(FSR),超出了透射光譜的測(cè)量范�� 因此,為了提高測(cè)量折射率變化的精�,可以采用基于液面靈敏性的新方法提高傳感器的靈敏度[1] �

大型高爐� �(fā)電機(jī)�� 飛機(jī)的發(fā)�(dòng)�(jī)等大型電�(jī)�(shè)備的工作是否正常直接影響到社�(huì)生產(chǎn)是否能夠順利�(jìn)行, 而且,這些大型�(shè)備運(yùn)行不正常帶來的安全隱患更是不容忽�。電�(jī)振動(dòng)主要是由定子鐵心� 定子繞組� �(jī)�� �(zhuǎn)子及軸承五大部件可能以其固有頻率自由振動(dòng)的合�。任何一部分有磨損� 裂紋或不平衡都會(huì)使固有振�(dòng)頻率�(fā)生變�,導(dǎo)致合振動(dòng)的變�。因此,這些�(shè)備的健康狀況可以通過�(duì)電機(jī)�(yùn)行時(shí)�(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)�(jìn)行分析來得到�。目�,采用較多的是加速度傳感�,由于這種傳感器需要供電工作,容易受到電磁干擾等造成檢測(cè)到的信號(hào)出現(xiàn)�(cuò)�。采用光纖作為傳感臂的全光纖振動(dòng)傳感�� 其傳感端為光�,屬于無源器�� 不會(huì)受到電磁干擾� 振動(dòng)檢測(cè)靈敏度高,因�,在振動(dòng)傳感�(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。全光纖振動(dòng)傳感器的另一�(gè)�(yōu)�(diǎn)�,其傳感臂是分布式的,可以同�(shí)檢測(cè)被測(cè)物理量在傳感臂分布范圍內(nèi)任意一�(diǎn)上的變化� 這是傳統(tǒng)的傳感器所無法做到的�

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