光纤压力传感器.
- 格式:ppt
- 大小:1.37 MB
- 文档页数:23
压力传感器的重要传感元件是法布利-比洛特(FP)型光学干涉仪。
干涉仪的两面镜子分别是位于一端的薄膜内表面和位于另一端的光纤尖端。
所施加的压力P 引起了薄膜的偏移,而此偏移又直接转换成了FP 干涉仪空腔长度的变化。
为得到薄膜偏移和所施加的压力间的线性关系,传感器的形状和材料都经严格选择。
其系可表示为:Lcav(P)= L0 + (P-P0S) (1)其中P是施加到薄膜外表面上的压力(单位psi)P0是FP空腔内的压力(单位psi)Lcav是由信号解调器所测得的空腔长度(单位nm)L0是处于零点初始状态的空腔长度(单位nm),通常定义为P =P0S 是传感器的灵敏度(单位nm)压力传感器有三种不同的类型:1)量规型;2)绝对型和3)差分型。
在量规型传感器的情况下,P0等于周围压力或大气压。
量规型传感器有a)一个通气孔,它使空腔处于周围压力下或b)一个密封成大气压的空腔;在绝对型压力传感器的情形下,P0 = 0,工厂生产时其空腔在真空状态下密封;而在差分型传感器的情形下,P0等于任意的压力。
这种类型的传感器有一个通气孔接头,用于维持空腔内给定的压力。
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。
如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型,报价,采购,参数,图片,批发信息,请关注艾驰商城/。
光纤压力传感器原理及特点1.压力引起光纤光学特性的改变:光纤中的体驻波由于受到外部应力的作用而受到频率变化,从而改变了光的传播特性。
当光纤被施加压力时,压力作用在光纤芯部分,导致光纤的折射率发生变化,进而改变了光纤内部的光的传播速度。
这个频率变化可以通过光纤的弯曲和伸缩来引起,并且随着压力的改变而改变。
2. 光学电探测方法对光纤内部光信号的测量:测量光纤内部光信号的变化是光纤压力传感器的关键步骤。
一般采用的测量原理有激光光栅原理和Mach-Zehnder干涉原理。
激光光栅原理利用激光光栅与光纤中的光信号的相互作用,通过测量光的频率变化来获得外部压力信号的变化。
而Mach-Zehnder干涉原理则是利用干涉装置通过光纤内部光信号与参考光信号的叠加来进行测量。
1.高精度:由于光纤内部光信号的传播速度和频率变化具有高度稳定性,因此光纤压力传感器具有很高的测量精度。
2.宽量程:光纤压力传感器可以通过改变光纤的材料、结构和尺寸等参数来适应各种压力范围的测量需求。
3.高灵敏度:光纤压力传感器通过测量光的频率变化来感知压力信号,其灵敏度相对较高,可以实现对微小压力变化的测量。
4.高稳定性:光纤压力传感器的工作原理不受温度、湿度、电磁场等环境因素的影响,具有较高的稳定性。
5.抗干扰能力强:由于光纤传输光信号不受外界干扰影响,光纤压力传感器具有较强的抗干扰能力。
6.长寿命:光纤传感器无机械件,不易损坏,寿命长,可以在恶劣环境下长时间工作。
综上所述,光纤压力传感器具有高精度、宽量程、高灵敏度、高稳定性、抗干扰能力强和长寿命等特点,广泛应用于工业自动化、石油化工、航空航天、医疗仪器等领域。
光纤传感器的实际应用案例及操作指南光纤传感器作为一种基于光和光纤技术的传感器,具备高精度、高灵敏度、抗干扰等优点,广泛应用于工业、医疗、环境监测等领域。
本文将介绍几个光纤传感器的实际应用案例,并提供操作指南,帮助读者更好地了解和使用光纤传感器。
一、光纤温度传感器在工业监测中的应用光纤温度传感器可以实时、精确地监测物体的温度变化,广泛应用于工业生产中的温度监测和控制。
它适用于高温、低温、高压等极端条件下的温度测量,并具备抗干扰和耐腐蚀的特点。
例如,在钢铁冶炼过程中,通过将光纤温度传感器安装在炉内,可以实时监测炉温的变化,从而控制冶炼过程的温度,提高生产效率和产品质量。
使用光纤温度传感器的操作指南如下:1. 确保光纤传感器的光路通畅,没有断裂或弯曲。
2. 精确地连接光纤传感器和测量设备,保持信号的稳定传输。
3. 根据实际需求选择适合的光纤温度传感器型号,考虑测量范围、耐温度变化、抗干扰能力等参数。
4. 在使用前进行校准,在标准温度下将传感器的读数与已知的温度值进行比对。
5. 在安装过程中注意保护光纤温度传感器,避免物理损坏。
二、光纤加速度传感器在航空航天和汽车制造中的应用光纤加速度传感器是通过测量物体的加速度来获取运动状态及振动信息的传感器。
它具有高精度、高灵敏度、抗干扰等特点,在航空航天和汽车制造等领域被广泛应用。
例如,在航空航天领域,光纤加速度传感器可以用于飞行器的振动监测和结构健康监测,从而提高航空器的安全性和稳定性。
在汽车制造领域,光纤加速度传感器可以用于汽车零部件的振动测试和质量控制,从而提高汽车的性能和寿命。
使用光纤加速度传感器的操作指南如下:1. 确保传感器与被测物体之间的连接牢固可靠。
2. 选择适当的测量范围和灵敏度,根据实际应用需求进行调整。
3. 在使用前进行校准,确保传感器的读数准确可信。
4. 避免在高温、高湿等极端环境下使用,以防影响传感器的性能和寿命。
5. 定期进行维护和保养,及时更换损坏或老化的传感器部件。
光纤传感器结构原理及分类光纤传感器是一种采用光纤作为传感元件的传感器。
光纤传感器的工作原理是利用在光纤中传输的光所起的作用,通过测量光的参数的变化来实现测量或检测的目的。
光纤传感器具有灵敏度高、抗干扰能力强、体积小和耐腐蚀等优点,在工业、医疗、环境监测等领域有广泛的应用。
光纤传感器的结构主要包括光源、光纤、光纤连接和光纤接收器等部分。
光源产生光信号,通过光纤传输到被测点,然后由光纤接收器接收反射回来的光信号,并将其转换为电信号进行分析和测量。
根据测量的不同参数,光纤传感器可以分为以下几种分类。
1.压力传感器:压力传感器是一种测量液体或气体压力的传感器。
压力传感器利用压力对光纤的传输特性(如弯曲、伸长或挤压)产生的变化来实现测量。
常见的压力传感器有光纤拉曼散射压力传感器和光纤布里渊散射压力传感器等。
2.温度传感器:温度传感器是一种测量温度变化的传感器。
温度能够改变光纤的色散、折射率和长度等特性,通过测量这些变化来实现温度的测量。
常见的温度传感器有光纤布里渊散射温度传感器和光纤拉曼散射温度传感器等。
3.湿度传感器:湿度传感器是一种测量湿度变化的传感器。
湿度对光纤的折射率和损耗等参数产生影响,通过测量这些参数的变化来实现湿度的测量。
常见的湿度传感器有光纤菲涅耳衍射湿度传感器和光纤布里渊散射湿度传感器等。
4.气体传感器:气体传感器是一种测量气体浓度的传感器。
气体的成分和浓度对光纤的折射率、吸收和散射等特性产生影响,通过测量这些参数的变化来实现对气体的测量。
常见的气体传感器有光纤红外吸收气体传感器和光纤光谱吸收气体传感器等。
5.应力传感器:应力传感器是一种测量物体受力变化的传感器。
应力对光纤的拉伸或挤压产生的变形影响光的传输特性,通过测量光纤的变形来实现对应力的测量。
常见的应力传感器有光纤布里渊散射应力传感器和光纤拉曼散射应力传感器等。
除了以上的分类,光纤传感器还可以根据测量原理和传输方式来进行分类。
例如,根据测量原理,光纤传感器可以分为离散光纤传感器和连续光纤传感器;根据传输方式,光纤传感器可以分为点型光纤传感器和线型光纤传感器等。
压力传感器的原理压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号输出的传感器,广泛应用于工业自动化控制、汽车电子、医疗设备等领域。
它的原理是利用一定的物理效应,将受力的变化转换为电信号输出,从而实现对压力的测量和控制。
压力传感器的原理主要包括以下几个方面:1. 压阻式原理。
压阻式压力传感器是利用压阻效应来实现对压力的测量。
当外力作用于传感器的敏感元件上时,敏感元件会发生形变,从而改变其电阻值。
通过测量电阻值的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器简单、成本低,但精度较低,易受温度影响。
2. 容性原理。
容性压力传感器利用压力作用于传感器时,会改变传感器内部电容值的特性。
通过测量电容值的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器具有较高的灵敏度和稳定性,但制造工艺复杂,成本较高。
3. 压电原理。
压电压力传感器是利用压电效应来实现对压力的测量。
当外力作用于传感器的压电晶体上时,会产生电荷的分布变化,从而产生电压信号输出。
通过测量电压信号的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器具有高灵敏度、高稳定性和高精度,但制造工艺复杂,成本较高。
4. 光纤原理。
光纤压力传感器是利用光纤的光学原理来实现对压力的测量。
当外力作用于传感器上时,会改变光纤的折射率,从而改变光信号的传输特性。
通过测量光信号的变化,就可以得到压力的大小。
这种原理的传感器具有抗干扰性强、可靠性高的优点,但制造工艺复杂,成本较高。
总结:压力传感器的原理多种多样,每种原理都有其适用的场景和特点。
在实际应用中,需要根据具体的测量要求和环境条件选择合适的压力传感器。
随着科技的不断发展,压力传感器的原理和性能也在不断提升,为各行各业的应用提供了更加可靠和精准的压力测量解决方案。
光纤光栅压力传感器摘要光纤光栅压力传感器是一种基于光纤光栅技术的压力测量装置。
它利用光纤光栅的特性,通过测量光纤光栅的光谱变化来间接测量压力。
本文将介绍光纤光栅压力传感器的工作原理、优势以及应用领域,并对光纤光栅压力传感器的未来发展进行展望。
1. 引言随着科技的发展,压力传感技术在工业自动化、机械制造、医疗诊断等领域中具有重要的应用价值。
光纤光栅压力传感器作为一种新型的压力测量技术手段,具有高灵敏度、快速响应、抗电磁干扰等优点,逐渐受到研究者的关注。
2. 光纤光栅压力传感器工作原理光纤光栅压力传感器的工作原理基于光纤光栅的特性,即通过光纤中的光栅结构使入射光产生衍射,从而形成一系列特定波长的光谱。
当光纤光栅受到外界压力的作用时,光栅的结构会发生变化,导致衍射光谱发生位移。
通过测量光谱的位移大小,可以间接得到外界压力的大小。
3. 光纤光栅压力传感器的优势相比传统的压力传感器,光纤光栅压力传感器具有以下优势:•高灵敏度:光纤光栅压力传感器可以实现对微小的压力变化的检测,具有较高的灵敏度。
•快速响应:光纤光栅压力传感器的响应时间非常快,可以在毫秒级别内完成压力测量。
•抗电磁干扰:光纤光栅压力传感器采用光学传输信号,对电磁干扰具有很好的抗干扰能力。
•高可靠性:由于光纤光栅压力传感器没有机械移动部件,因此具有较长的使用寿命和高可靠性。
4. 光纤光栅压力传感器的应用领域光纤光栅压力传感器在多个领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:4.1 工业自动化光纤光栅压力传感器可以用于工业自动化中的压力监测和控制,如机械加工、液压系统等。
通过实时测量压力变化,可以及时调整系统的工作状态,提高生产效率和产品质量。
4.2 汽车工程光纤光栅压力传感器可以应用于汽车制造和汽车发动机的研究中。
通过监测引擎内部的压力变化,可以实时监控引擎的工作状态,提高燃烧效率和燃油利用率。
4.3 医疗诊断光纤光栅压力传感器可以应用于医疗诊断中的血压测量、内脏压力监测等领域。
光纤位移压力传感特性的研究实验报告一、实验目的通过对光纤位移压力传感器的实验研究,掌握其基本工作原理、测量范围及精度等参数,并探究其在实际应用中的优越性。
二、实验原理光纤位移压力传感器的工作原理是利用光纤的受力柔顺性,将光纤上的光束引到探头中,并通过探头感应光纤的受力变化,从而获得被测物体的位移及压力等动态信息。
光纤位移压力传感器主要包括探头、光源和检测器等部分,其中光源产生光波,光束在光纤中传输,光纤上部分受力变形,产生较大的力致光纤光路长度的微小变化,这一微小变化将会对传输的光波偏移一定的角度,经过探头捕获到的信号经过能量变换后传递到检测器,从而实现对光纤位移压力的测量。
三、实验器材光纤位移压力传感器、电源、光源、光电检测器、滑块导轨等。
四、实验流程1.按照实验器材使用说明书将光纤位移压力传感器安装在滑块导轨上;2.将电源连接至光源和光电检测器;3.调整光源和光电检测器的位置,使得光束能够形成一个封闭的光路;4.测量光纤位移压力传感器的初始状态;5.将较大的物体作用在光纤位移压力传感器上,测量其变形后的状态;6.根据读数计算出物体的位移及压力等数据,并进行分析。
五、实验结果本次实验的光纤位移压力传感器的测量范围为0至1000牛,精度可达0.1%。
实验结果表明,在受到外来压力影响时,光纤位移压力传感器能够产生一定的光路长度变化,通过对这种变化的测量,能够较为准确地对外来压力进行测量。
此外,在位移测量方面,本次实验中的光纤位移压力传感器也表现出了较为优越的性能,能够实现对微小变形的高精度测量。
本次光纤位移压力传感器的实验研究表明,该传感器具有较高灵敏度,能够实现高精度的位移、压力测量,适用于需要实时监控、远距离测量等多种应用场景。
通过对其功耗、精度等方面的分析,进一步优化传感器的性能,可以提升其在实际应用中的可靠性和适用性。
光纤压力、温度传感器【摘要】本文介绍了光纤传感器在油井开采中国内外的国内外的发展状况。
重点介绍了大连理工大学研制的基于光纤F-P腔的光纤压力/温度传感器的原理、技术及各项技术指标,该传感器目前已达到了国际先进和国内领先水平。
尤其是该传感器经过国内多家油井的使用已经达到可以产业化的阶段。
【关键词】传感器;油田测量一、国内外发展状况传感器技术是信息时代最为重要的标志性技术之一,是信息社会的重要技术基础,它与信息通信技术、计算机技术共同构成了当今信息产业的三大技术支柱,已经成为一个国家科学技术发展水平的重要标志。
光纤传感器技术是伴随着低损耗光纤的诞生和光纤通信技术的迅猛发展而逐步发展起来的,光纤传感器技术的研究和发展迄今已有近三十年的历史,目前它已经成为传感器技术中的一个重要分支。
光纤传感器以光波作为信息载体,以光纤作为信息的传输介质,对被测参量进行传感测量。
由于光纤传感器与传统的电子学传感器在信息载体、传输介质上的差别,决定了光纤传感器具有传统电子学传感器无法比拟的特点:1.光纤传感器是无源器件,电绝缘性好,抗电磁干扰同时又不产生电磁干扰,耐高压,耐腐蚀,在易燃易爆等恶劣环境下使用安全可靠;2.光纤传感器质量轻,光纤极细,适合于在对传感器质量要求较高的场合使用;3.光纤传感器可以串/并联复用,更重要的是还可以进行分布式传感测量,容易形成传感器网络或者阵列;4.光纤传感器可以埋入复合材料或结构中来实现材料、结构内部应变分布的实时监测,即制成光纤智能材料和结构;5.光纤传输光波损耗小,可以不受任何电磁干扰地实现远距离测量和控制。
光纤传感器由于具有传统电子学传感器所不具有的优点,自上个世纪七十年代美国海军研究所(NRL)开始执行光纤传感器系统(FOSS)计划以来,得到了世界上很多国家的特别重视,已经在全世界范围内取得重大发展。
我国大部分油气田开发生产目前正面临诸多方面的挑战,例如,如何降低复杂地质结构油气田的开发成本;如何提高油田边缘油井开采的经济性;如何提高再开采效率(在地下遗留更少的油)和降低开发运营成本;如何减小产量下降的速度,以及避免油气生产中断的危险和损失和减小环境和安全方面的事故等。
传感器如何用于测量物体的位置偏移和变形?一、光纤传感器的应用:光纤传感器是一种利用光信号来测量物体位置偏移和变形的高精度传感器。
其工作原理是通过纤维内部的光信号改变来检测物体的位置变化。
光纤传感器具有高灵敏度、高分辨率、抗电磁干扰等优点,在工业生产中得到广泛应用。
1. 光纤传感器测量位置偏移光纤传感器可以通过光纤长度的改变来测量物体的位置偏移,这是因为光纤长度的变化会引起光信号传播时间的变化。
当物体发生位置偏移时,会拉伸或压缩光纤,导致纤芯内部的光信号传播时间发生变化。
通过测量光信号传播时间的变化,可以计算出物体的位置偏移量。
2. 光纤传感器测量物体变形光纤传感器还可以通过测量纤芯内部光信号的强度变化来检测物体的变形情况。
当物体发生变形时,会导致光纤的弯曲或拉伸,进而改变光信号的传播路径和传播损耗。
通过测量光信号的强度变化,可以判断物体的变形程度。
二、应变传感器的应用:应变传感器是一种常用的用于测量物体位置偏移和变形的传感器。
其工作原理是通过物体内部的应变导致电阻或电容的变化来检测位置偏移和变形。
1. 应变传感器测量位置偏移应变传感器可以通过测量物体内部材料的应变变化来判断位置偏移。
当物体发生位置偏移时,内部材料会产生应变,导致电阻或电容的变化。
通过测量电阻或电容的变化,可以计算出物体的位置偏移量。
2. 应变传感器测量物体变形应变传感器还可以通过检测物体内部材料的应变变化来测量物体的变形情况。
当物体发生变形时,内部材料会发生应变,导致电阻或电容的变化。
通过测量电阻或电容的变化,可以判断物体的变形程度。
三、压力传感器的应用:压力传感器也可以用于测量物体位置偏移和变形。
压力传感器通过检测物体上施加的压力大小来间接测量位置偏移和变形。
1. 压力传感器测量位置偏移压力传感器可以通过测量物体上施加的压力大小来判断位置偏移。
当物体发生位置偏移时,会导致施加在物体上的压力分布发生变化。
通过测量压力传感器的输出信号,可以计算出物体的位置偏移量。
光纤传感器基本原理光纤传感器是一种利用光的特性进行测量和检测的传感器。
它通常由光纤、光源、光电探测器和信号处理器等组成。
其基本原理是利用光纤对光的传输、散射和反射等现象的特性,通过检测光的强度、频率、相位或波长等参数的变化来实现测量和检测。
变量光纤传感器是利用光纤对外界物理量的改变引起光信号的变化。
例如,光纤位移传感器利用光的总反射原理,当光纤发生位移时,入射角发生改变,导致反射光的强度和相位发生变化,通过测量光信号的变化来确定光纤的位移。
光纤压力传感器利用光纤的压力敏感特性,当外界施加力或压力时,光纤会发生形变,导致入射角、折射率或路径长度发生变化,从而引起反射光的强度和相位发生变化,进而实现压力的测量。
分布式光纤传感器是利用光在光纤中传输时的散射和反射现象来实现测量。
例如,布里渊散射传感器利用光纤中的布里渊散射现象,通过测量光信号受到的散射功率和频移来确定光纤传感区域的温度或应力分布。
拉曼散射传感器则利用光纤中的拉曼散射现象,通过测量光信号的频移来确定光纤周围介质的温度或应力。
1.高精度和高灵敏度。
光纤传感器能够测量微小的光信号变化,具有高精度和高灵敏度,可以满足对精确测量和检测的要求。
2.长距离和分布式测量。
光纤传感器可以在长距离范围内进行测量,并且可以实现对大范围区域的分布式测量,具有广泛的应用前景。
3.抗干扰能力强。
光纤传感器基于光的传输和反射原理,不受外界磁场、电场等干扰,具有较强的抗干扰能力。
4.无电磁辐射和隔离。
光纤传感器通过光的传输进行测量,无电磁辐射,安全可靠,并且能够实现电隔离。
目前,光纤传感器已广泛应用于工业控制、机械制造、军事安防、航天航空、医疗生物等领域。
随着光纤技术的不断发展和进步,光纤传感器将在更多领域展现出巨大的潜力,并为各行各业带来更多的应用和创新。
光纤压力传感器安全操作及保养规程光纤压力传感器是一款重要的测量工具,其通过利用光纤光纤压力的原理来测量各种物理量,如温度、压力、形变等。
这款传感器在制造、养护和使用中需要进行安全操作,以保持传感器的正常工作和延长使用寿命。
本文将介绍使用光纤压力传感器时需要注意的安全操作,以及传感器的保养维护规程。
安全操作规程1. 防止机械损坏在工作时,光纤压力传感器需要安装在测试系统中,受到力的压力作用,因此需要特别注意防止机械损坏和力学应力。
为了确保传感器能够正确测量压力或应变,必须正确安装和加长光纤。
同时,还需要注意以下几点:•避免把过大的力施加在纤维上;•避免长时间暴露在恶劣的环境中;•避免传感器长时间工作或在容易损坏的情况下受到力的作用,以防止导致机械损坏。
2. 防止静电光纤传感器是一个灵敏的设备,必须避免静电造成的损坏或干扰。
在使用前应当做好接地准备,并避免两个不同电势之间的短路,避免不同的表面之间受到过高的电位应力。
同时还需要注意以下几点:•避免使用静电带电工具或材料;•避免在纤维的终端处和连接器处产生放电洞;•避免磨损细丝,避免起始和终止点可能引起静电放电。
3. 防止热源需要避免接近或过度热源引起光纤损坏。
光纤传感器若被过度加热且温度高于其允许的最高温度,容易产生烧毁现象。
以下几点需要注意:•避免将传感器暴露在过度高温的环境中;•避免在高温下进行传感器的连接和保存;•避免插头焊接技术或接头插入在传感器的连接器上。
4. 避免液体和湿度光纤传感器对液体和湿度十分敏感,需要避免这些环境可能造成损坏或干扰。
以下几点需要注意:•避免将传感器暴露在含有气体或蒸汽的环境中;•避免在潮湿、露点或结霜的表面上使用光纤传感器而产生液体污染;•避免在水附近使用光纤传感器。
传感器保养规程对于光纤传感器,正确的保养和维护可以有效的延长其使用时间,确保传感器正常的工作状态和精度,这里介绍一些常见的传感器保养规程。
1. 每次使用后都应进行清洁使用前和使用后应当对传感器进行清洗,以确保它表面的无菌和无污染杂物,使其延长使用寿命,提高准确性。
光纤光栅压力传感器原理光纤光栅压力传感器是一种利用光纤光栅技术来实现压力测量的传感器。
它通过测量光栅的光谱参数变化来反映压力的大小,具有高精度、快速响应和抗干扰能力强等优点。
下面将详细介绍光纤光栅压力传感器的工作原理。
光纤光栅压力传感器的工作原理基于光纤光栅的光学特性和压力与光纤光栅参数之间的关系。
光纤光栅是一种通过在光纤中引入周期性折射率变化而形成的光学器件。
光栅的折射率周期性变化会导致光信号在光纤中的传播速度发生改变,从而引起入射光波的频率发生偏移。
当光纤光栅受到压力作用时,光栅中的折射率会发生变化,从而改变光栅的光谱参数。
一般来说,光纤光栅压力传感器采用的是光栅的中心波长和光栅的谐振峰宽度来反映压力的大小。
压力越大,光栅的中心波长和谐振峰宽度的变化越大。
在实际应用中,光纤光栅压力传感器通常采用光栅的反射光谱来进行测量。
当入射光波与光栅发生反射时,会形成一系列的反射峰,每个峰对应光栅的一个共振模式。
光栅的中心波长和谐振峰宽度可以通过测量反射光谱的位置和形状来确定。
为了实现对光栅光谱的测量,光纤光栅压力传感器一般采用光谱分析仪或光栅光谱仪作为测量设备。
光谱分析仪能够对反射光谱进行高精度的测量和分析,从而得到光栅的中心波长和谐振峰宽度的变化。
通过与已知压力的对比,可以建立光栅光谱参数与压力之间的关系,从而实现对压力的测量。
光纤光栅压力传感器具有很多优点。
首先,光纤光栅技术具有高精度和快速响应的特点,能够实现对微小压力变化的测量。
其次,光纤光栅传感器具有较宽的工作温度范围和良好的抗干扰能力,适用于各种复杂的工作环境。
此外,光纤光栅传感器还具有体积小、重量轻和易于集成等优点,方便在各种应用中使用。
总结起来,光纤光栅压力传感器是一种利用光纤光栅技术实现压力测量的传感器。
它通过测量光栅的光谱参数变化来反映压力的大小。
光纤光栅压力传感器具有高精度、快速响应和抗干扰能力强等优点,适用于各种工业和科学领域的压力测量应用。
光纤式传感器工作原理
光纤式传感器是通过传感光纤将被测物理量(如温度、压力、湿度、光强等)转换为光信号,再经光学系统进行处理后输出的一种传感器。
这种传感器具有体积小、重量轻、不受电磁干扰、抗电磁干扰能力强等优点,可以对被测物理量进行远距离测量。
(1)干涉型光纤传感器。
当光纤中的光被反射或透射时,
会在光纤中产生干涉或衍射现象。
根据干涉原理,可将这种光信号转换为与之相对应的电信号,从而实现对被测物理量的测量。
(2)分布式光纤传感系统。
该系统由多个独立的光传感器
组成,各传感器都能独立地检测出被测物理量,并把它们送到一个计算机网络上进行信息交换。
当一个传感器受到破坏或故障时,其他传感器可以自动地检测出其故障并将其隔离开来,使整个系统仍然能够正常工作。
光纤式传感器具有以下特点:
(1)测量范围宽:可达10^8m/s~10^9m/s。
(2)可实现高精度测量:在-40~+80℃的温度范围内测量精度达到0.1℃。
—— 1 —1 —。
激光全光纤温度及压力传感实验一、实验目的:1、掌握光线温度压力传感器原理;2、分别测量光纤温度压力传感器的灵敏度二、干涉测量原理光学干涉测量是理工类大学物理实验的重要内容,如利用钠光等厚干涉测量凸透镜曲率半径、使用迈克尔逊干涉仪测量微小位移等。
自从六十年代初第一台激光器问世以来,因其良好的单色性、很小的光束发散角和较长的相干长度,使干涉测量理论和可测量范围大大扩展。
基于干涉理论之上的“激光测长仪”、“激光陀螺”等技术也得到了迅速发展,已经在科学研究、工业生产和国防科技等方面发挥着不可替代的作用。
然而,那些把空气作为介质的激光干涉装置,存在着致命的缺陷,那就是温度的不均匀、振动、空气中的水分含量等使这些激光干涉装置在工程应用中受到限制。
随着信息工程的发展,特别是光纤通讯领域的突飞猛进的发展,使光纤制造技术及相关配件日趋成熟,因而全光纤干涉装置得到很快的发展,首先在航天、航空方面,“光纤陀螺”正在代替“激光陀螺”,其次,在民用工业方面中的汽车工业等领域,逐步也开始使用这种耐振动、不怕电磁干扰、可在较高温度环境下工作的光纤干涉测量装置或光纤光强式测量装置。
根据光的电磁波理论,当一个原子发生“跃迁辐射”,即电子从高能级跃迁到底能级时,产生电磁波发射,即发出光子,大量原子受到外场激励后,会无序地大量发射光子(即电磁波),这些电磁波之间在频率、偏振方向、相位关系、传播方向各不相同,相互之间没有任何关系,称之谓“自发辐射”。
还有另一种辐射,当电子从一个能级跃迁到下一个能级时,它又刺激了另一个原子产生辐射,而且跃迁发生在同样两个能级之间,因而这两个光子具有同频率、同位相、同偏振方向、同传播方向,这种辐射称之谓“受激辐射”。
根据光学理论,同频率、同位相、同偏振方向两束光相遇的空间光强会产生有规律的叠加或相互抵消,本来是光强均匀分布的光场,由于相互干涉,变得不均匀了,产生了“干涉条纹”。
激光是“受激辐射”光,从同一激光器出射的光,若把它分成两路,再让它们相遇,在相遇区域就会产生干涉,若将“干涉条纹”放大,肉眼就清晰可见。