透射式光纤传感器课件.ppt

1、在上述的简化分析限定范围内，比值/r与可移动遮光屏及两透镜问半径为r的光柱相交叠面积的百分比。不用透镜的两光纤直接耦合系统，结构虽然简单，但也能很好地工作。只是接收光纤端面只占发射光纤发出的光锥底面的一部分，使光耦合系数减小，灵敏度也降低一个数量级(r/dT)2。遮光屏是由等宽度，交替排列着的透明区和不透明区的光栅组成，其中一支为固定光栅，另一支为可移动光栅。透射式光纤传感器的应用透射式光纤温度传感系统方框图透射式光纤传感器实物图遮光式光纤温度计遮光式光纤温度计 当温度升高时，双金属片的变形量增大，带动遮光板在垂直方向产生位移从而使输出光强发生变化。v 该图为光纤温度测量系统示意方框图。它 主

2、要由光源驱动电路 、发光二极管入射光纤、感温探头出射光纤、光电探测器及信号处理显示系统构成 。v 驱动电路提供恒定电流使光源 LED发光 ，从光源发出的光通过光纤分路器将一部分光经光纤 A直接耦合到检测器 I0检测 ，作为参考信号。而另一部分光耦合到光纤A传至探头 ，由于探头对光的吸收随温度的变化而变化， 因此从探头透射出的光成为受温度调制的光信号。调制光信号沿光纤输出 ，经接收光纤用检测器 I1检测出相对应的电信号 。I1与 I0 经滤波放大后相除 ，这可消除光源光强的变化 ， 此信号放大后经 AD 转换 ，再送入单片机进行温度补偿和线性处理 ，转换成相 应的温度 ，通过显示器显示输出 。

3、v基于透射式强度调制的光纤温度传感器因其具有最著优点，存近十年来得到了长足发展。其主要类型有如下几种： 传统的双金属型光纤温度传感器(又称为经典型)：此种光纤温度传感器，是将双金属片一端固定，入射光纤输出端和出射光纤接收端采用透镜的方式，使得入射光纤输出的光变成平行光，经过调制的光强再用透镜耦合到出射光纤，其工作原理是利用双金属片因温度变化而弯曲，因而改变了光路遮断程度进行测温。遮光板位移的程度取决于双金属片的变形度。双金属片的位移量与温度变化的关系式为：式中：K是由双金属片的热膨胀系数、弹性系数和厚度比决定的常数；h双金属片的厚度(mm)；L双金属片的长度(mm)；t温度变化量()。v 光纤常温传感器：它也是以双金属片为温度敏感元件，利用双金属片的热膨胀性，在外界温度发生变化时，通过双金属片带动光码盘转动，再用光纤输入两束光，通过光码盘，码盘转动时，出射光被调制成光脉冲输出。由两光脉冲的相位差则可判断温度变化的方向(升温和降温)。再通过对两路输出光信号的处理，可以得到计数器计数值和温度的关系。