Sagnac干涉型光纤电流传感器研究_

sagnac效应原理
Sagnac效应原理
Sagnac效应是一种基于旋转光学的现象，它是由法国物理学家Georges Sagnac在1913年首次发现的。

Sagnac效应是一种基于相对论的现象，它可以用来测量旋转物体的角速度。

Sagnac效应的原理是基于光的相对性原理，即光在不同的参考系中的速度是相同的。

当光在一个旋转的环形路径上运动时，由于环形路径
的旋转，光的传播速度会发生微小的变化。

这种微小的变化会导致光
的相位发生变化，从而产生干涉现象。

Sagnac效应的实验可以通过一个环形光路来实现。

在这个光路中，光会沿着一个方向传播，然后沿着相反的方向返回。

当这个光路旋转时，光的传播速度会发生微小的变化，从而导致光的相位发生变化。

这种
相位变化会导致干涉现象，从而产生一个干涉图案。

Sagnac效应的应用非常广泛，它可以用来测量旋转物体的角速度。

例如，在惯性导航系统中，Sagnac效应可以用来测量飞机或船只的旋转角速度，从而确定它们的位置和方向。

此外，Sagnac效应还可以用来测量地球的自转速度和光纤陀螺仪的性能。

总之，Sagnac效应是一种基于旋转光学的现象，它可以用来测量旋转物体的角速度。

Sagnac效应的原理是基于光的相对性原理，即光在不同的参考系中的速度是相同的。

Sagnac效应的应用非常广泛，它可以用来测量飞机或船只的旋转角速度，从而确定它们的位置和方向。

想象一下光纤电缆里有个小迪斯科派对！ Fabry—Perot干涉仪通过在纤维中设置两个部分反射的表面来创造出一个酷酷的光亮显示器，类
似于一个用于光线的迷你舞楼。

当光线在两个表面之间开始回转时，
它会产生奇异的干扰模式。

但这里是真正很酷的部分——任何外力或拉在纤维上会改变舞池的大小，使干扰模式发生改变。

就像有线电视
告诉我们 "嘿，这里有事" 这样，我们就能用超高的敏感度和精确度来测量所应用的力量。

这就像光纤电缆是终极的派对动物，总是准备好感受最微小的动作！
另一个例子是米歇尔森干涉仪（Michelson interfermed），它使用一个奇异的光束分光器将电线光线分成两条路径。

一条路通过感知纤维
而另一条路只是作为参考两条路径的光线随后被混合在一起，形成干
扰图案。

当感知纤维经历温度或强度等外部变化时，两条路径之间的
相位差异会发生变化，导致干扰模式的转变。

通过测量这种转变，我
们可以准确地检测和测量外部的变化。

利用基于干扰的光纤传感器可带来多种好处，包括提高敏感性、抗电
磁干扰以及远距离扩展探测的可能性。

这些传感器在结构健康监测、
环境监测和生物医学诊断等领域广泛应用。

随着光学技术的持续发展，干扰技术在推进开创性和可信赖的光纤感知系统方面仍然至关重要。

⼤学物理实验光纤传感实验讲义光纤传感实验光纤特性的研究和应⽤是20世纪70年代末发展起来的⼀个新的领域。

光纤传感器件具有体积⼩、重量轻、抗电磁⼲扰强、防腐性好、灵敏度⾼等优点；⽤于测量压⼒、应变、微⼩折射率变化、微振动、微位移等诸多领域。

特别是光纤通信已经成为现代通信⽹的主要⽀柱。

光纤通信的发展极为迅速，新的理论和技术不断产⽣和发展。

因此，在⼤学物理实验课程中开设“光纤特性研究实验”已经成为培养现代⾼科技⼈才的必然趋势。

传感器是信息技术的三⼤技术之⼀。

随着信息技术进⼊新时期，传感技术也进⼊了新阶段。

“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已被全世界所公认，因此，传感技术受到各国的重视，特别是倍受发达国家的重视，我国也将传感技术纳⼊国家重点发展项⽬。

光纤特性研究和应⽤是⼀门综合性的学科，理论性较强，知识⾯较⼴，可以激发学⽣对理论知识的学习兴趣，培养学⽣的实践动⼿和创新能⼒，光纤⼲涉系列实验教学的开设就显得⾮常重要了。

基于这个⽬的，我们对光纤⼲涉实验教学进⾏了初步探索，在此基础上，该实验还可以进⾏⼀些设计性及研究性实验。

⼀、实验⽬的1.了解光纤与光源耦合⽅法的原理；2.理解M—Z⼲涉的原理和⽤途；了解传感器原理；3.实测光纤温度传感器实验数据。

⼆、实验仪器激光器及电源，光纤夹具，光纤剥线钳，激光功率计，五位调整架，显微镜，光纤传感实验仪，CCD及显⽰器，等等三、实验原理(1)光纤的基础知识光纤的基本结构如图1，它主要包括三层（⼯程上有时有四层或五层，图中是四层结构）：1.纤芯；2.包n 层；3.起保护作⽤的涂敷层；4.较厚的保护层。

纤芯和包层的折射率分别是1和2n ，如图2，为了使光线在光纤中图1.光纤剖⾯图传播，纤芯的折射率（1n ）必须⽐包层(2n )的折射率⼤，这样才会产⽣全反射。

光线1以θ⾓⼊射在光纤端⾯上，光线经折射后进⼊光纤，以?⾓⼊射到纤芯和包层间的光滑界⾯上。

只要我们选择适当的⼊射⾓θ，总可以使?⾓⼤于临界⾓m ?，m ?的⼤⼩由公式)/arcsin(12n n m =?决定，使光线1在界⾯上发⽣全反射。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

光纤传感器的应用与发展摘要:本文主要阐述了传光型光纤传感器与传感型光纤传感器的基本原理,及光纤传感器的结构、原理、分类、特点、现状及发展趋，提出了光纤传感技术存在的问题以及发展方向，并介绍了光纤传感器的几种应用。

关键词:光纤传感技术调制发展趋势应用举例Abstract: The principles of some kinds of optical fiber sensors are introduced，and the optical fiber sensor's structure, the principle, the classification, the characteristic, the present situation and the development hasten .The problems and developing direction of optical fiber sensing technology are proposed. At the same time introduced optical fiber sensor's several kind of applications.Key words: fiber optic sensing technology；modulation；trend of development；application example0 引言近几年,传感器产量的年增长率均保持在10%以上,目前全球从事传感器生产和研制的单位达5000多家。

传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一,已经成为一个国家科学技术水平发展的重要标志。

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。

本文阐述了光纤传感技术，及光纤传感器的原理、特点、现状及发展趋势，并介绍了光纤传感器的几种应用。

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;TN2530 引言电流传感器是电力系统中的重要测量设备，广泛应用于继电保护、电流测量以及电力分析中。

水下管道泄漏检测技术及定位方法研究杭利军;何存富;吴斌;骆建伟;郑兴强【摘要】In order to detect underwater pipeline leakage and locate leakage points in real-time, an in-line distributed optical fiber sensor was developed based on the principle of Sagnac interferometers. The measuring principle and the leaking source location method for the detection system were analyzed. The effect of the pipeline pressure on the performance of the system was studied . The results verify that the system can obtain optimal performance when the pipeline pressure is more than 0. 35MPa, and the error is less than 1.17％; the leakage points can not be located when the pressure is less than 0. 35MPa. The conclusion is that the system can realize underwater pipeline leakage detection and locate leakage accurately when the pressure is more than 0. 35MPa.%为了实时进行水下管道泄漏监测和定位,采用干涉的方法,研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统.分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并通过实验研究了管道压力对检测系统的影响.当管道压力大于0.35MPa时,系统的检测效果较佳,且定位误差小于1.17%;压力小于0.35MPa时,无法实现泄漏点定位.结果表明,当管道压力大于0.35MPa时,研制的水下管道泄漏检测系统能有效检测管道泄漏发生,且较准确地确定泄漏源位置.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2011(035)003【总页数】4页(P376-379)【关键词】光纤光学;Sagnac干涉仪;分布式光纤传感器;泄漏检测;管道【作者】杭利军;何存富;吴斌;骆建伟;郑兴强【作者单位】北京工业大学机电学院,北京,100124;北京一轻研究院,北京,101111;北京工业大学机电学院,北京,100124;北京工业大学机电学院,北京,100124;北京工业大学机电学院,北京,100124;北京工业大学机电学院,北京,100124【正文语种】中文【中图分类】TN247引言海底管道传输具有经济、高效、安全、稳定等诸多优点，因此被广泛应用于油、汽等流体的运输。

Sagnac效应
萨格纳克效应概述英文名称：Sagnac Effect 1913年萨格纳克发明了一种可以旋转的环形干涉仪。

将同一光源发出的一束光分解为两束，让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合，然后在屏幕上产生干涉。

这就是萨格纳克效应。

萨格纳克效应中条纹移动数与干涉仪的角速度和环路所围面积之积成正比。

萨格纳克效应已经得到广泛的应用，由萨格纳克效应研制出的光纤陀螺已成功地用于航空、航天等领域，是近20年发展较快的一种陀螺仪。

定义1：这一在惯性空间中,由光敏感转动的效应称为SAGNAC效应.光纤陀螺工作原理框图如图1所示.由光源发出的光,经藕合器传输到Y一波导调制器.Y一波导调制器将其输入光分成顺时针和逆时针传输的两束,进人保偏光纤环圈,以实现SAGNAC效应定义2：这种现象称为Sagnac效应,光纤陀螺仪实质上就是一种Sagnac干涉仪.对于光纤陀螺仪的性能测试主要涉及以下几个技术参数:标度因数K(scalefactor)陀螺仪输出量与输入角速率的比值。