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光纤传感器的基本原理和分类【首页】
时间:2020-12-17 23:41 点击次数:
本文摘要:自问世以来,光纤传感器以其体积小、重量轻、灵敏度低、响应速度慢、抗电磁干扰能力强、使用方便等优点发展迅速,广泛应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿和土木工程等各个领域。与传统的电传感器相比,光纤传感器因其抗电磁干扰能力强、电绝缘性好、灵敏度高而被广泛应用于环境、桥梁、大坝、油田、临床医学检测和食品安全检测等各个领域。

光纤

随着光纤和光纤通信技术的飞速发展,光纤传感技术应运而生。自问世以来,光纤传感器以其体积小、重量轻、灵敏度低、响应速度慢、抗电磁干扰能力强、使用方便等优点发展迅速,广泛应用于化学医药、材料工业、水利电力、船舶、煤矿和土木工程等各个领域。

特别是在物联网飞速发展的今天,光纤传感技术的地位不容忽视。光纤传感器的基本原理和发展现状。光纤传感器的基本原理和分类光纤传感技术是20世纪70年代发展起来的一种新型传感技术。

当光在光纤中传播时,它可以通过光线使光波的振幅、振幅、弹性光学效应、反射和吸收效应、光学多普勒效应、声光、电光、磁光和弹性光学效应等。光纤传感器主要由光源、传输光纤、光电探测器和信号处理部分组成。其基本原理是将光源发出的光通过光纤发送到传感头(调制器),使光学性质(如光强、波长、频率、振幅和偏振态等)发生变化。

)的光在待测参数与传输到调制区的光相互作用后会发生变化,变成调制信号光,通过光纤送到光电探测器,将光信号转换成电信号,最后经过信号处理后恢复到被测物理量。一般来说,光纤传感器可以分为功能性(传感)传感器和非功能性(透光)传感器。

功能传感器利用光纤对外界信息的脆弱能力和检测能力,将光纤视为敏感元件。当在光纤中测量和传输时,光强、振幅、频率或偏振态的特性会发生变化,从而构成调制函数。

然后,调制调制信号,获得测量信号。在这种传感器中,光纤不仅起着传输光的作用,还起着传感的作用。非功能性传感器使用其他敏感元件来感测被测变化,光纤仅作为信息的传输介质,即光纤仅作为光导。

与传统的电传感器相比,光纤传感器因其抗电磁干扰能力强、电绝缘性好、灵敏度高而被广泛应用于环境、桥梁、大坝、油田、临床医学检测和食品安全检测等各个领域。2.光纤传感器的发展现状自光纤传感器问世以来,其优势和广泛的应用受到了世界各国的高度重视和密切关注,并得到了大力的研究和发展。目前,光纤传感器已被用来测量70多个物理量,如偏移量、压力、温度、速度、振动、液位和角度。

美、英、德、日等国在光纤传感系统、现代数字光纤控制系统、光纤陀螺、核辐射监测、飞机发动机监控、民用规划等六个方面进行了重点研究,取得了一定的成果。我国光纤传感器的研究工作始于1983年。一些大学、研究所和公司对光纤传感器的研究使光纤传感技术得到了快速发展。

2010年,南京大学工程管理学院教授张发明的基于布里渊效应的对等分布式光纤传感技术通过了教育部组织的专家检查。检验专家组完全一致指出,该技术具有创新性,享有多项自律性知识产权,技术上超过国内领先和国际先进设备水平,具有良好的应用前景。这种技术的本质是使用物联网的概念,这在国内留下了物联网的空白。物联网的基本原理物联网的概念是1999年明确提出的,它的英文名称是互联网物联网,即物联网。

光纤传感器

物联网在互联网的基础上,利用RFID(射频识别)技术、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备,将物品与互联网连接起来,相互构建信息交流与沟通,从而构建智能定位、智能识别、跟踪、监控、管理的网络。物联网的技术架构还包括三层:感知层、网络层和应用层。感觉层主要收集物理世界中物体重现的各种数据和信息,主要由温度传感器、声音传感器、振动传感器、压力传感器、终端、RFID标签和阅读器、二维码标签和阅读器、传感器网络等各种采集和控制模块组成。

网络层分为两部分:终端层和支持网络。这一层需要构建大范围的信息交流,通过已经不存在的移动网络、互联网等通信系统,将感官层获得的数据信息传播到地球的各个角落,从而构建地球内部的远程通信。应用层由各种应用服务器组成。

该层的主要任务是在感官层和网络层的工作完成后,收集关于文章的所有信息,然后对信息进行开发和再处理,以进一步提高信息的综合利用率。这一层是物联网与各行业之间的桥梁,可以搭建物联网技术并应用于各行业,满足行业的市场需求,构建行业的智能化。

基于物联网的光纤传感技术的应用可以从以上物联网基础知识中看出。在物联网中,大量的传感器必须感知各种环境参数,为物联网获取最完整的数据信息,然后通过处置获得必要的结果。因此,传感器是物联网的核心。

1.物联网(IOT)应用于道路、桥梁、隧道、建筑物等基础工程时,往往不会发生局部坍塌、隧道渗水、火灾、桥梁局部裂缝、坍塌等情况,不仅严重威胁人民生命财产安全,而且影响国民经济缓慢稳定发展。在这些建筑物或公共设施中埋设光纤传感器,可以感受到桥梁的结构变形、结构动力特性和交通荷载,同时利用拉力传感器感受到更容易再次坍塌的隧道的局部变形。这些信息可以与互联网相结合,形成光纤物联网,可以对这些基础设施进行多年稳定的动态监控,增加事故的重复发生。2.现代农业物联网的应用和传感技术的发展推动了农业现代化技术的变革。

将传感技术应用于农作物的播种、生长、进入和储存,形成物联网系统,可以使农业生产和管理超越高产低耗的目标。在作物播种和生长过程中,通过光纤温度传感器、光纤湿度传感器和光纤二氧化碳传感器检测作物生长环境中的温度、相对湿度、光照强度、土壤中的养分、pH值和二氧化碳浓度等物理量,并将系统动态发送到管理中心,然后通过自动控制装置调整合适的参数,可以使作物有一个最佳的生长环境,超过缓慢生长和高产的目的。此外,在农产品的加工和储存过程中,光纤温度传感器和光纤湿度传感器也可以用来提供粮仓的环境信息,指导通风、晾晒等作业。

对于水果和蔬菜的储存,必须使用合适的光纤气体传感器来测量乙烯、氧气、二氧化碳、氨、氟利昂和其他气体的浓度。这些信息可以通过物联网系统从系统动态监控到监控中心,并可以构建远程控制。

3.智能周界防范系统在周界防范系统中的应用 目前,周界防范系统中使用的传感器种类很多,因此系统的技术解决方案也有很大不同。总的来说,它们都使用光纤周界入侵传感器来感知外部干扰并及时报警。这项技术可以广泛应用于机场、电站、军事基地等最重要的地方。

4.其他光纤传感器具有外部电磁干扰的优点,因此可以用在电传感器容易使用的地方。在国防上,光纤传感器可用于水声潜艇探测(光纤水听器)、光纤制导、姿态控制、航天飞机结构损伤观测和战场环境(电磁环境、生化环境等)观测。

);在电力系统中,它可用于测量大型电动机的转子、定子和高压变压器内部的电流、电压和温度。此外,光纤传感器还可以用于监测石油、天然气和铁矿的压力和温度等参数,监测输油管道的泄漏,可以与互联网结合形成强大的物联网网络,构建安全生产和管理。结论光纤传感器因其诸多优点而备受关注,并已广泛应用于国民生活的各个领域。

光纤传感

传感器是物联网的核心。随着传感技术和物联网的缓慢发展,光纤传感技术与物联网的紧密结合将成为人们关注的焦点,并将在人们的生产生活中发挥更大的作用。


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