文档介绍：光纤传感器调研报告胡昆仑5080309785摘要:本文将就光纤传感器作一份较为详细的调研报告,主要介绍光纤传感器的基本知识,以及一些典型光纤传感器(包含已经投入生产以及研究中)基本原理,为本学期毕业设计作好准备工作。关键词:光纤,振动,传感器,原理一、光纤传感器现况:近20年来,世界范围内用于光纤通讯和光纤传感器的资金正在不断增长。与传统传感器相比,光纤传感器有一些列独特的优点:它可以在强电磁干扰、高温高压、原子辐射、易爆、化学腐蚀等恶劣条件下使用,高灵敏度及低损耗的优点使其用途广泛,例如能够组成空间分布列阵及网络,应用于人体医学、城建监控、环境监测等方面。科学家已提出了四十多种测量对象的几百种光纤传感器,同时也指出了乐观的市场前景。二、光纤传感器基础:光纤传感器其基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化,称为被调制的信号光,在经过光纤送入光探测器,经解调后,获得被测参数。与传统的各类传感器相比,光纤传感器具有以下特点:1、灵敏度较高;2、几何形状具有多方面的适应性,可以制成任意形状的光纤传感器;3、可以制造传感各种不同物理信息(声、磁、温度、旋转等)的器件;4、可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境。光纤传感器可分为2大类:一类是功能型(传感型)传感器;另一类是非功能型(传光型)传感器。功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,再通过对被调制过的信号进行解调,从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质,而且也是敏感元件,光在光纤内受被测量调制,多采用多模光纤。优点:结构紧凑、灵敏度高。缺点:须用特殊光纤,成本高,典型例子:光纤陀螺非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为信息的传输介质,常采用单模光纤。光纤在其中仅起导光作用,光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。优点:无需特殊光纤及其他特殊技术;比较容易实现,成本低。缺点:灵敏度较低。实用化的大都是非功能型的光纤传感器。光纤传感器从信号变换上也可以分成强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振态调制型和模式调制型等等。三、典型光纤传感器及其基本原理:1、首先介绍一种激光位移传感器,严格来说,该传感器仅仅是利用光学手段制作的传感器。ZLDS10X可定制激光位移传感器是英国真尚有(ZSY)公司生产的一种激光传感器,具有数字化集成一体化结构,%高分辨率,%高线性度,、IP67高防护等级和可同步等高性能。工作温度范围宽,特别适用于工业环境高精度应用。主要有以下型号:各型号特点:ZLDS100:%高分辨率,%高线性度,,可订制各种尺寸,适应恶劣环境。ZLDS101:%高分辨率,%高线性度,2M大量程,可进行远距离测量。ZLDS102:%高分辨率,%高线性度,低成本。提供了在计算机上运行附带的传感器软件。该软件提供简单的数据读取、显示以及传感器参数设置功能。提供了一个传感器开发库(目前仅支持Windows),以DLL形式提供,封装底层串口通讯协议细节,提供简单易用的编程接口,便于开发人员快速进行应用软件的开发。应用领域:广泛用于火车轮轮缘轮廓测量,公路车辙、平整度测量。也可用于非接触测量位移、三维尺寸、厚度、物体形变、振动、分拣及玻璃表面测量等。主要特点如下:◆ZLDS100R-4-39传感器可用于镜面和玻璃的表面测量;◆量程最小2mm,最大1250mm(其他量程可订制);◆量程起始距离最小10mm,最大260mm(其他距离可订制);◆频率响应:2K、5K、8K、;◆%,%;◆支持多个传感器同步采集(确保工业在线高精度差动测厚);◆支持特殊量程(如远距离起始700mm小量程300mm等);◆特殊应用(如路面平整度,高温被测体,管道内径,石油钻杆内外螺纹测量等均可定制);◆针对串口,提供了运行应用的DLL开发库,方便用户开发应用软件;◆非接触位移精密测量;工作原理较为简单,图示如下:半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被镜片③收集,投射到CMOS阵列④上;信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。该传感器通过简单的光学原理,达到对距离位移、三围尺寸、厚度、物体形变、振动、玻璃表面的测量,与微机结合,能够将结果形象的体现出来,网上即有 该传感器对玻璃检查的应用(http://v./v_show/)系列各种产品具体型号参数不再一一赘述,仅提供ZLDS102的