光纤气体传感器

光纤传感器设置方法

光纤传感器是一种利用光纤作为传输介质的传感器。它通过测量光纤中光的变化来检测环境中的物理量，如温度、压力、形变等。光纤传感器的设置方法主要包括以下几个步骤：选择合适的光纤传感器、准备传感器安装位置、准备传感器连接设备、完成光纤传感器的设置和校准。

首先，选择合适的光纤传感器。光纤传感器有许多不同类型，包括光纤气体传感器、光纤压力传感器、光纤温度传感器等。根据需要选择适合的传感器类型，确保其能满足实际应用的要求。

接下来，准备传感器安装位置。根据实际应用场景选择合适的安装位置。一般来说，光纤传感器需要与被测物理量接触或靠近，以便能准确感知物理量的变化。传感器安装位置的选择应考虑到物理量的分布特点、测量精度要求、传感器安装固定的可行性等因素。

然后，准备传感器连接设备。光纤传感器通常需要连接到数据采集设备或信号处理器，以便将传感器采集到的信号转换为可供分析和使用的电信号。根据光纤传感器的接口类型进行选择，例如，USB接口、RS232接口等。确保传感器连接设备与传感器类型和接口兼容，并具备足够的分辨率和采样率。

接下来，完成光纤传感器的设置和校准。根据传感器的使用说明和技术手册进行设置和校准。首先，将传感器正确连接到数据采集设备，并确保连接稳固可靠。然后，根据传感器的特性和测量要求进行合适的设置，如采样频率、灵敏度等。最后，进行传感器的校准，以确保其输出信号与实际被测物理量的关系准确可靠。 在进行光纤传感器设置和校准的过程中，需要注意以下几点：首先，保护光纤传感器免受机械和环境损害。光纤传感器是非常脆弱的，需要小心操作和安装，避免过大的力或弯曲导致光纤断裂。其次，校准过程要仔细操作，确保测量结果的准确性。最后，根据需要定期检查和维护光纤传感器，以确保其长期稳定的工作。

总之，光纤传感器的设置方法包括选择合适的传感器类型、准备传感器安装位置、准备传感器连接设备、完成传感器的设置和校准等步骤。正确的设置和校准过程能够确保光纤传感器的准确可靠工作，并满足实际应用的要求。

现代传感器论文

题 目：光纤传感器综述

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学 院：物理与机电工程学院

系：机电系

专 业：精密仪器与机械

年 级：2013级

学 号：**************

指导教师：吴德会老师

2014 年 2月 18日

现代传感器论文

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光纤传感器综述

[摘要] 光纤传感器是一种有广泛应用前景的新型传感器。本文对光纤传感器的原理、特点、分类和发展历程进行了详细综述，介绍了光纤温度传感器、光纤陀螺仪这两种典型光纤传感器的应用，指出了这类光纤传感器在应用过程中存在的问题，并提出光纤传感器今后的发展趋势, 为光纤传感器的深入研究提供了有益参考。

[关键词]：光纤传感器 原理 特点 发展历程 发展趋势

一、引言

传感器在当代科技领域及实际应用中占有十分重要的地位，各种类型的传感器早已广泛应用于各个学科领域。近年来，传感器朝着灵敏、精巧、适应性强、智能化和网络化方向发展。光纤传感技术是20世纪70年代末新兴的一项技术［1］，在全世界成了研究热门，已与光纤通信并驾齐驱。光纤传感器作为传感器家族的一名新成员，由于其优越的性能而备受青睐，其具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度高、测量带宽、检测电子设备与传感器可以间隔很远等优点，优良的性能使得光纤传感器具有广泛的应用前景。本文从光纤传感器的基本原理及特点、光纤传感器的发展历程、光纤传感器的分类及应用原理、光纤传感器的应用及存在问题以及光纤传感器的发展趋势五大方面对光纤传感器进行介绍。

二、光纤传感器的基本原理及特点

光纤( Optical Fiber) 是光导纤维的简称，光纤的主要成份为二氧化硅，由折射较高的纤芯、折射率较低的包层及保护层组成。纤芯为直径大约0.1 mm 左右的细玻璃丝，把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。光纤传感器的发现起源于探测光纤外部扰动的实践，在实践中，人们发现当光纤受到外界环境的变化时，会引起光纤内部传输光波参数的变化，而这些变化与外界因素成一定规律，由此发展出光纤传感技术。

《传感器与自动控制检测技术》，余成波主编 ，高等教育出版社，北京：2009.7

传感器的概念来由“感觉（Sensor）”一词。人们为了研究自然现象，仅仅依靠人的五官获取外界信息是远远不够的。于是人们发明了能代替或补充人体五官功能的传感器，工程上也将传感器称为“变换器”。

根据国家标准《传感器通用术语》（GB7665---87），传感器（Transducer/sensor）的定义为：“能感受（或响应）规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常有敏感元件和转换元件组成”。

传感器一般有敏感元件、转换元件和其他辅助元件组成。但是随着传感器集成技术的发展，传感器的信号调理与转换电路也会安装在传感器的壳体内或者与敏感元件集成在一芯片上。因此，信号调理电路以及所需辅助电源都应作为传感器组成的一部分。

光电倍增管的结构及原理P110

光电倍增管由阴极、次阴极（倍增级）以及阳极三部分组成，阴极是由半导体光电材料敏感元件

传感器组成图框 转换元件 信号调理

辅助电源电路 输出入射光

光电倍增管的结构 阴极K 第一倍增级D1 第三倍增级D3 阳极A

第二倍增级D2 第四倍增级D4 被测信息 锑铯做成，次阴极是在镍或铜—铍的衬底上涂抹锑铯材料而形成的，次阴极多的可达30级，通常为12~14级。阳极是最后用来收集电子的，它输出的是电压脉冲。

当入射光很微弱时，普通光电管产生的光电流很小，只有零点几微安，很不容易探测。为了提高光电管的灵敏度，这时常用光电倍增管对电流进行放大。光电倍增管的光电转换过程为：当入射光的光子打在阴极上时，阴极发射出电子，该电子流又打在点位较高的第一倍增级上，于是又产生新的二次电子；第一倍增级产生的二次电子又打在比第一倍增级电位高的第二倍增级上，该倍增级同样也会产生二次电子发射，如此连续进行下去，直到最后一级的倍增级产生的二次电子被更高电位的阳极收集为止，从而在整个回路里形成光电流。

第１１卷，第３期　Ｖｏ１．１１．Ｎｏ．３　电子与封装　

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ＆ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ　总第９５期　２０１　１年３月　

＠　“庳　

用Ｌ　Ｅ　Ｄ作光源的光纤乙炔气体传感器的研究　

张操，罗荣辉，刘小玲，郭小伟，楚广勇　

（郑州大学，郑州４５０００１）　

摘要：基于气体的近红外吸收机理，介绍了一种用ＬＥＤ作光源的光谱吸收型光纤乙炔气体传感　

器。该系统利用布拉格光纤光栅和压电陶瓷（ＰＺＴ）的窄带滤波特性，对宽带光源ＬＥＤ进行波长　

调制，获得与乙炔气体吸收峰相对应的窄带反射出射光。利用谐波检测原理，获得探测器输出信　

号的二次谐波信号，以此二次谐波信号与光纤光栅透射光强的比值作为系统的输出，消除了吸收　

系数随环境的变化、光路不稳定因素的干扰和光源光率的波动等因素对测量精度的影响，实现对　

气体较高灵敏的检测。理论与实验表明，该系统稳定性和重复性好，可以对变压器油中的乙炔气　

体进行有效检测。　

关键词：近红外吸收；光纤光栅；压电陶瓷；谐波检测　

中图分类号：ＴＮ３１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６８１－１０７０（２０１１）０３—００３６—０５　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｏｐｔｉｃ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃ２Ｈ２　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｕｓｉｎｇ　ＬＥＤ　ａｓ　ｔｈｅ　Ｌｉｇｈｔ　Ｓｏｕｒｃｅ　

ＺＨＡＮＧ　Ｃａｏ，ＬＵＯ　Ｒｏｎｇ—ｈｕｉ，ＬＩＵ　Ｘｉａｏ—ｌｉｎｇ，ＧＵＯ　Ｘｉａｏ－ｗｅｉ，ＣＨＵ　Ｇｕａｎｇ—ｙｏｎｇ　

（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｅａｒ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒａｌ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇａｓｅｓ，ａ　ｓｐｅｃｔｒａｌ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ—ｔｙｂｅ　ｏｐｔｉｃ　

ｆｉｂｅｒ　ｓｅｎｓｏｒ　ｆｏｒ　ａｃｅｔｙｌｅｎｅ　ｕｓｉｎｇ　ＬＥＤ　ａｓ　ｔｈｅ　ｌｉｇｈｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｗａｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ａ　ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ