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基恩士非功能型光纤传感器的优缺点及工作原理

基恩士非功能型光纤传感器的优缺点及工作原理
基恩士非功能型光纤传感器的优缺点及工作原理

基恩士非功能型光纤传感器的优缺点

KEYENCE光纤传感器的另外一个大类是利用光纤的传感器。其结构大致如下:传感器位于光纤端部,光纤只是光的传输线,将被测量的物理量变换成为光的振幅,相位或者振幅的变化。在这种传感器系统中,传统的传感器和光纤相结合。光纤的导入使得实现探针化的遥测提供了可能性。这种光纤传输的传感器适用范围广,使用简便,但是精度比第一类传感器稍低。

KEYENCE光纤在传感器家族中是后起之秀,它凭借着光纤的优异性能而得到广泛的应用,是在生产实践中值得注意的一种传感器。

KEYENCE光纤传感器凭借着其大量的优点已经成为传感器家族的后起之秀,并且在各种不同的测量中发挥着自己独到的作用,成为传感器家族中不可缺少的一员。

KEYENCE光纤传感器的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。

基恩士非功能型光纤传感器的工作原理

光纤传感器的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。

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FS-V33光纤放大器说明书

型号:BT440C编制:文件编号: ZD-BT440C-1.2 文件名:前规光电调整简易说明校对: 客户:秋山服务网点批准:修改版本: 01 页码: 1 KEYENCE(FS-V33)光纤放大器简易说明: 一、零件名称: 部件简易功能: 1通道1输出指示:通道1检测值大于设定值时信号输出灯亮。 2通道2输出指示:通道2检测值大于设定值时信号输出灯亮。 3设定按钮:设定灵敏度和其他功能设定。 4设定值显示:功能显示和设定值显示。(浅绿色) 5检测值显示:显示检测值和功能显示。(红色) 6灵敏度调整按钮:修改设置值和选项切换。 7模式按钮:模式选择。 8输出选择钮:输出方式选择。 9通道选择开:通道1,2输出选择开关。(应选择1上图为选择2) 二、放大器上设置灵敏度: (一)两点校准 该模式中,使用的设定值将是有无纸张时获得的两个检测值的平均值。 1在前规检测处没有纸时,按3“设定按钮”显示“set”,(见下图)。

型号:BT440-C编制:文件编 号:ZD-BT440-C1.2 文件名:前规光电调整简易说明校对: 客户:秋山服务网点批准:修改版 本: 01 页码: 2 2在前规检测处有纸时,再按3“设定按钮”5"检测值"会增加,并显示设定值。 (二)最大灵敏度 1在不放置纸张时,按3“设定按钮”至少3秒钟显示“set”,(见下图)。 2 “set”不停闪烁时松开3“设定按钮”即可。 三、触摸屏上设置灵敏度: 在光电光纤显示画面中按“前规设定”按钮,弹出前规检测设画面。

(一)单个设定:一个前规设定。 1在前规检测处没有纸时,根据要设置的检测点,按相应“设置”按钮。 2在前规检测处有纸时,根据要设置的检测点,按相应“设置”按钮。 (二)整体设定:L 侧和R 侧同时前规设定。 1在前规检测处没有纸时,按“全体设置”按钮。 2在前规检测处有纸时,按“全体设置”按钮。 四、当出现错误显示ErE(内部数据错误)需要执行初始化设置 (一般不操作) 1、按8“输出选择钮”同时按3“设定按钮”至少5秒钟。(见下图) 号: 文件名:前规光电调整简易说明 校对: 客户:秋山服务网点 批准: 修改版本: 01 页码: 3

常用的五类光纤传感器基本原理解析

常用的五类光纤传感器基本原理解析 根据被调制的光波的性质参数不同,这两类光纤传感器都可再分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器、偏振态调制光纤传感器和波长调制光纤传感器。 1)强度调制型光纤传感器 基本原理是待测物理量引起光纤中传输光光强的变化,通过检测光强的变化实现对待测量的测量。恒定光源发出的强度为I的光注入传感头,在传感头内,光在被测信号的作用下其强度发生了变化,即受到了外场的调制,使得输出光强的包络线与被测信号的形状一样,光电探测器测出的输出电流也作同样的调制,信号处理电路再检测出调制信号,就得到了被测信号。 这类传感器的优点是结构简单、成本低、容易实现,因此开发应用的比较早,现在已经成功的应用在位移、压力、表面粗糙度、加速度、间隙、力、液位、振动、辐射等的测量。强度调制的方式很多,大致可分为反射式强度调制、透射式强度调制、光模式强度调制以及折射率和吸收系数强度调制等等。一般反射式强度调制、透射式强度调制、折射率强度调制称为外调制式,光模式称为内调制式。但是由于原理的限制,它易受光源波动和连接器损耗变化等的影响,因此这种传感器只能用于干扰源较小的场合。 2)相位调制型光纤传感器 基本原理是:在被测能量场的作用下,光纤内的光波的相位发生变化,再用干涉测量技术将相位的变化转换成光强的变化,从而检测到待测的物理量。相位调制型光纤传感器的优点是具有极高的灵敏度,动态测量范围大,同时响应速度也快,其缺点是对光源要求比较高同时对检测系统的精密度要求也比较高,因此成本相应较高。 目前主要的应用领域为:利用光弹效应的声、压力或振动传感器;利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器;利用电致伸缩的电场、电压传感器;利用赛格纳克效应的旋转角速度传感器(光纤陀螺)等。

光纤式传感器

光纤式传感器 传感技术与计算机技术、通讯技术被称为信息产业三大支柱技术, 是组成现代信息化技术的基础。世界各大强国均将传感器技术视为国家科技发展战略中的重要组成部分, 作为国家重点发展的领域之一。光纤传感器主要有传感型和传光型两大类, 两类传感器在传感原理上均可分为光强调制、相位调制、偏振态调制及波长调制不同形式, 由此构成不同的传感器。迄今业已证实, 被光纤传感器敏感的物理量有 70多种, 与传统的传感器相比, 光纤传感器有灵敏度高、重量轻和体积小、多用途、对介质影响小、抗电磁干扰和耐腐蚀且本质安全、易于组网等特点, 使其近年来在航天航空、国防、能源电力、医疗和环保、石油化工、食品加工、土木工程等领域的应用得到了迅速发展。表 1 为光纤传感器对参数测定的原理及主要方式。 一、光纤传感器的基本原理及组成 光纤传感器由光源、敏感元件、光探测器、信号处理器系统以及光纤等组成。光纤传感器的基本原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测量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、相位偏振态等)发生变化,成为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器,经解调器解调后,获得被测参数。 1.1强度调制光纤传感器 强度调制光纤传感器的基本原理是:待测物理量引起光纤中传输光的光强变化,通过检测光强的变化实现对待测量的测量。待测量作用于光纤敏感元件,使通过光纤的光强发生变化。设输入光强为恒量Iin,输出光强为Iout,即待测量对光纤中的光强度产生调制。可

直接连接光探测器变成电信号(即调制的强度包括电信号)。 1.2相位调制光纤传感器 相位调制光纤传感器的基本原理是:通过被测能量场的作用,使光纤内传输的光波相位发生变化,再用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化,从而检测出待测的物理量。所有能够影响光纤长度、折射率和内部应力的被测量都会引起相位变化,如应力应变温度和磁场等外界物理量。但是,目前的各类光探测器都不能探测敏感光的相位变化,必须采用干涉测量技术,才能实现对外界物理量的检测。与其他调制方式相比,相位调制技术由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度。常用的干涉仪有四种:迈克尔逊、马赫-琴特、法布里-珀罗和萨格耐克。它们的共同点是:光源发出的光都要分成两束或更多束的光,沿不同的路径传播后,分离的光束又重新汇合,产生干涉现象。

光纤传感器的基本原理及在医学上的应用

2008年9月中国医学物理学杂志Sep .,2008 第25卷第5期 ChineseJournalofMedicalPhysics Vol.25.No.5 光纤传感器的基本原理及在医学上的应用 孙素梅1,陈洪耀2,3,尹国盛2(1.漯河医学高等专科学校,河南漯河462000;2.河南大学物理与电子学院,河南开封 475004;3.中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031) 摘要:目的:本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类,重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、pH值等五方面的应用。方法:光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类:一类是传光型传感器,另一类是传感型传感器。结果:目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点:小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束,就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后,扩大了内窥镜的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的,且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术时,血管镜可提供很多重要的信息,用以引导激光辐射的方向,选择激光的能量和持续时间,并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断,也正进入治疗领域中,例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症的有效途径,但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制,而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测,从而使温度不致于过高杀死人体的正常细胞,也不会过低达不到治疗目的,使癌细胞进一步扩散。光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和开发正日益兴起。结论:光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器在医学领域得到应用,为治疗疾病提供了一种崭新的方法。可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,不久的将来光纤传感器必将会进一步推动医学的飞速发展。 关键词:光纤传感器;测量;医学;应用中图分类号:R312 文献标识码:A 文章编号:1005-202X (2008)05-0846-05 The Basic Principle and Applications on Medical of Fiber Optic Sensors SUNSu-mei1,CHENHong-yao2,3,YINGuo-sheng2 (1.LuoheMedicalCollege,LuoheHe'nan462000,China;2.ChinaPhysicsandElectronicsCollege,He'nanUniversity,KaifengHe'nan475004,China;3.TheAn'huiInstituteofOpticsandPrecisionMechanics,TheChineseAcademyofSciences,HefeiAnhui230031,China) Abstract:Objective:Thisarticlesimplyintroducedthebasicprincipleoffiberopticsensoranditsapplicationespeciallyonmedicalinbloodpressure,thespeedofflow,thepHvalueetc.Method:Thefiberopticsensorbasicprincipleisthelightwhichsendsoutthephotosourcesendsinafterthefiberopticthemodulationarea,inthemodulationarea,theoutsidewasmeasuredtheparameterwithentersthemodulationareathelighttoaffectmutually,causesthelighttheintensity,thefrequency,thephase,thepolarizationtooccurchangesintothesignallightwhichmodulates,againpassesthroughthefiberoptictosendinthelightdetector,thedemodulatorobtainsismeasuredthephysicalquantity.Thefiberopticsensormaydivideintotwokindsaccordingtoitssensingprinciple:onekindisthelight-passingsensor;theotheristhesensingsensor.Result:Atpresent,themainapplicationinthemedicineisthelight-passingfiberopticsensor.Themainadvantagesoffiberoptic sensorare:exquisite,insulation,notinfluencedbytheradiofrequencyandthemicrowave.Themeasuringaccuracyish igh.Theimagetransmissioninmedicalisthespecialpartof theapplicationonthetransmissionmodesfiberopticsensor.Onlytieaplentyoffiberoptictocompositionfiberoptics,wecouldmakethesensorwhichcancausetheimagespace 收稿日期:2008-03-10 作者简介:孙素梅(1954-),女,漯河医学高等专科学校物理教研室 副教授。Tel :0395-296452713939575106;E -mail : sunsumei2007@https://www.sodocs.net/doc/ba2690103.html, 。 846--

光纤传感器的位移特性

光纤传感器的位移特性实验报告 一、实验目的 了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、基本原理 本实验采用的是传光型光纤,它由两束光纤混合后,组成Y型光纤,半园分布即双D型一束光纤端部与光源相接发射光束,另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头,它与被测体相距X,由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来,另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量,而光电转换器转换的电量大小与间距X有关,因此可用于测量位移。 三、需用器件与单元 光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源、反射面。 四、实验步骤 1、根据图1-6安装光纤位移传感器,二束光纤插入实验板上的座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T 相接。 图1-6光纤传感器安装示意图

2、将光纤实验模板输出端V O1与数显单元相连,见图1-7。 图1-7光纤传感器位移实验接线图 2、调节测微头,使探头与反射面圆平板接触。 3、实验模板接入±15V电源,合上主控箱电源开关,调R W、使 数显表显示为零。 4、旋转测微头,被测体离开探头,每隔0.1mm读出数显表值, 将其填入表1-4。 表1-4光纤位移传感器输出电压与位移数据 X(mm) V(v) 5、根据表9-1数据,作光纤位移传感器的位移特性,计算在量 程1mm时灵敏度和非线性误差。 五、实验数据处理 1、实验数据: X(mm) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 V(v)0.00 0.08 0.19 0.32 0.45 0.59 0.76 0.92 1.13 1.27 X(mm) 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 V(v) 1.39 1.50 1.59 1.65 1.70 1.78 1.84 1.88 1.91 1.91

激光传感器的工作原理及其应用

激光传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。常见的是激光测距传感器,它通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离。激光传感器的应用 利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量,还可用于探伤和大气污染物的监测等。 激光测长 精密测量长度是精密机械制造工业和光学加工工业的关键技术之一。现代长度计量多是利用光波的干涉现象来进行的,其精度主要取决于光的单色性的好坏。激光是最理想的光源,它比以往最好的单色光源(氪-86灯)还纯10万倍。因此激光测长的量程大、精度高。 激光测距 它的原理与无线电雷达相同,将激光对准目标发射出去后,测量它的往返时间,再乘以光速即得到往返距离。由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点,这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的,因此激光测距仪日益受到重视。在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距,而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等,已成功地用于人造卫星的测距和跟踪。 激光测振 它基于多普勒原理测量物体的振动速度。多普勒原理是指:若波源或接收波的观察者相对于传播波的媒质而运动,那么观察者所测到的频率不仅取决于波源发出的振动频率而且还取决于波源或观察者的运动速度的大小和方向。所测频率与波源的频率之差称为多普勒频移。

光纤传感器结构原理及分类

光纤温度传感器 1、光纤传感器结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接,见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成,见图(b)。 由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。

光是一种电磁波,其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此,讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动,即 A——电场E的振幅矢量;ω——光波的振动频率; φ——光相位;t——光的传播时间。 可见,只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化,或受被测量调制,那么,通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调,获得所需要的被测量的信息。 2、光纤传感器的分类

注:MM多模;SM单模;PM偏振保持;a,b,c功能型、非功能型、拾光型 (1)根据光纤在传感器中的作用 光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。 1)功能型(全光纤型)光纤传感器 利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤) 作传感元件,将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用,而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下,其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感” 的功能。因此,传感器中光纤是连续的。由于光纤连续,增加其长度,可提高灵敏度。 2)非功能型(或称传光型)光纤传感器 光纤仅起导光作用,只“传”不“感”,对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术,比较容易实现,成本低。但灵敏度也较低,用于对灵敏度要求不太高的场合。

光纤放大器的调节方法

光纤放大器的调节方法 无线光通信是以激光作为信息载体,是一种不需要任何有线信道作为传输媒介的通信方式。与微波通信相比,无线光通信所使用的激光频率高,方向性强(保密性好),可用的频谱宽,无需申请频率使用许可;与光纤通信相比,无线光通信造价低,施工简便、迅速。它结合了光纤通信和微波通信的优势,已成为一种新兴的宽带无线接人方式,受到了人们的广泛关注。但是,恶劣的天气情况,会对无线光通信系统的传播信号产生衰耗作用。空气中的散射粒子,会使光线在空间、时间和角度上产生不同程度的偏差。大气中的粒子还可能吸收激光的能量,使信号的功率衰减,在无线光通信系统中光纤通信系统低损耗的传播路径已不复存在。大气环境多变的客观性无法改变,要获得更好更快的传输效果,对在大气信道传输的光信号就提出了更高的要求,一般地,采用大功率的光信号可以得到更好的传输效果。随着光纤放大器(EDFA)的迅速发展,稳定可靠的大功率光源将在各种应用中满足无线光通信的要求。 1 、EDFA的原理及结构 掺铒光纤放大器(EDFA)具有增益高、噪声低、频带宽、输出功率高、连接损耗低和偏振不敏感等优点,直接对光信号进行放大,无需转换成电信号,能够保证光信号在最小失真情况下得到稳定的功率放大。 1.1、EDFA的原理 在掺铒光纤中注入足够强的泵浦光,就可以将大部分处于基态的Er3+离子抽运到激发态,处于激发态的Er3+离子又迅速无辐射地转移到亚稳态。由于Er3+离子在亚稳态能级上寿命较长,因此很容易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转。当信号光子通过掺铒光纤时,与处于亚稳态的Er3+离子相互作用发生受激辐射效应,产生大量与自身完全相同的光子,这时通过掺铒光纤传输的信号光子迅速增多,产生信号放大作用。Er3+离子处于亚稳态时,除了发生受激辐射和受激吸收以外,还要产生自发辐射(ASE),它造成EDFA的噪声。 1.2、EDFA的结构 典型的EDFA结构主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、隔离器等组成。掺铒光纤是EDFA的核心部件。它以石英光纤作为基质,在纤芯中掺人固体激光工作物质铒离子,在几米至几十米的掺铒光纤内,光与物质相互作用而被放大、增强。光隔离器的作用是抑制光反射,以确保放大器工作稳定,它必须是插入损耗低,与偏振无关,隔离度优于40 dB。 1.3 、EDFA的特性及性能指标 增益特性表示了放大器的放大能力,其定义为输出功率与输入功率之比: 式中:Pout,Pin分别表示放大器输出端与输入端的连续信号功率。增益系数是指从泵浦光源输入1 mW 泵浦光功率通过光纤放大器所获得的增益,其单位为dB/mW:

光纤放大器的故障处理方法

光纤放大器的故障处理方法 光纤放大器不但可对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能,是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件。在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和光纤拉曼放大器(FRA)等。光纤放大器在光纤通信系统中十分关键,但是也容易出现故障,这里简单分享光纤放大器的故障及处理方法。 步骤/方法1 光放大器,面板显示和实际输出是同步的,如果面板显示正常,则说明光放大器输出正常,如果这种情况下测试光放大器时光功率下降或不够,最大的可能性有以下几种: 1.光功率计不准,国产的光功率计只能测试光功率输出较小的设备,不能测试大功率输出的EDFA,测试光放大器的光功率计 必须原装进口,不能把不准确的仪器当作标准来使用。3 2.输出口的法兰损坏,这个可能性较小。 3.用户使用不当,在机器工作时插拔尾纤,烧伤光放大器输出的尾纤头,造成光放大器输出功率下降,如发生这种情况,只 要重新熔接光放大器的输出接头即可。 4.用户使用的尾纤质量太差,纤芯过长,在插入尾纤后擦伤光放大器的输出接头,这个现象是第一次测试是好的,第二次插 入再次测试时就光功率下降了,解决这个问题也只要重新熔接光放大器的输出接头就可, 5.光源的波长不对,如果1550nm光发射机的波长有偏差,会造成光放大器的输出光功率不够,也会造成面板显示偏小。 6.输入光放大器的光功率较小,如果低于标准值时可能会造成光功率变小,同时面板显示也会变小。 注意事项 ? 1.切勿将光纤输出口指向人体,尤其是眼睛,以免造成损伤。 ? 2.切勿在通电状态下进行路由的连接,以免因操作不当造成输出尾纤端面烧伤。 ? 3.由于产品的输出功率较大,使用时请关注本机的工作室温,保持通风良好。

反射式光纤传感器原理操作步骤

五、注意事项 1.不得随意摇动和插拔面板上的各种元器件,以免造成实验仪不能正常工作。 2.光纤传感器弯曲半径不得小于5㎝,以免折断。 3.旋动螺旋测微丝杆尾帽中出现咔咔声表示不能继续前进,不能超过其量程。 4.在使用过程中,出现任何异常情况,必须立即关机断电以确保安全。 5.不得用手触摸反射面,以免影响实验结果。 六、实验操作 1)光路与机械系统组装调试实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 图3 光纤传感器安装示意图 2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路不接调零电路,输出端U0接入电路板上电压表。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.选择智能可调档位200mv或者2v档位。 5.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 6.关闭电源。 2)发光二极管驱动实验1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把发射部分接入电路。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 3)光电探测器PD接收实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把接收部分接入电路。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 4)光纤位移传感器输出信号放大处理实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面某一距离后维持不动,调节增益旋钮,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 5) 光纤位移传感器输出信号误差补偿电路 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座 7

光纤传感器结构原理及分类[图]

光纤传感器结构原理及分类[图] 1、光纤传感器结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接,见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成,见图(b)。 由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。 光是一种电磁波,其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此,讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动,即 A——电场E的振幅矢量;ω——光波的振动频率;φ——光相位;t——光的传播时间。 可见,只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化,或受被测量调制,那么,通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调,获得所需要的被测量的信息。 2、光纤传感器的分类 注:MM多模;SM单模;PM偏振保持;a,b,c功能型、非功能型、拾光型 (1)根据光纤在传感器中的作用 光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。 1)功能型(全光纤型)光纤传感器 利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤)作传感元件,将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用,而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下,其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感”的功能。因此,传感器中光纤是连续的。由于光纤连续,增加其长度,可提高灵敏度。 2)非功能型(或称传光型)光纤传感器 光纤仅起导光作用,只“传”不“感”,对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术,比较容易实现,成本低。但灵敏度也较低,用于对灵敏度要求不太高的场合。 3)拾光型光纤传感器 用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。 (2)根据光受被测对象的调制形式 形式:强度调制型、偏振调制、频率调制、相位调制。

光纤传感器的基本原理及在医学上的应用.

2008年 9月中国医学物理学杂志 Sep .,2008 第 25卷第 5期 Vol. 25. No. 5 光纤传感器的基本原理及在医学上的应用 孙素梅 1, 陈洪耀 2, 3, 尹国盛 2(1. 漯河医学高等专科学校 , 河南漯河 462000; 2. 河南大学物理与电子学院 , 河南开封 475004; 3. 中国科学院安徽光学精密机械研究所 , 安徽合肥 230031 摘要 :目的 :本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类 , 重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、 pH 值等五方面的应用。方法 :光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区 , 在调制区内 , 外界被测参数与进入调制区的光相互作用 , 使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被 调制的信号光 , 再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类 :一类是传光型传感器 , 另一类是传感型传感器。结 果 :目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点 :小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束 , 就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后 , 扩大了内窥镜 的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的 , 且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术 时 , 血管镜可提供很多重要的信息 , 用以引导激光辐射的方向 , 选择激光的能量和持续时间 , 并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断 , 也正进 入治疗领域中 , 例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症 的有效途径 , 但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制 , 而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测 , 从而使温度不致于过高杀死人体的正常

光纤传感器原理与应用

光纤传感器原理与应用 1 引言 传感器技术、通信技术、计算机技术是现代信息技术的三大支柱,传感器作为探测与获取外界信息的重要环节之一而被应用于工业、农业及军事等各个领域。 近20多年来,光纤传感器的发展则大有取代传统传感器的趋势。光纤传感器是光通信和集成光学技术发展的结晶,与以往的传感器不同,它将被测信号的状态以光学的形式取出[1]。光信号不仅能被人所直接感知,利用半导体二极管等小型简单元件还可以进行光电、光学转换,极易与一些电子装备相匹配。此外,光纤不仅是一种敏感元件,还是一种优良的低损耗传输线,因此,光纤传感器还可以用于传统的传感器所不适用的远距离测量。 自从20世纪70年代末光纤传感器诞生以来,便由于其具有的防火、防爆、精度高、损耗低、体积小、重量轻、寿命长、性价比高、复用性好、响应速度快、抗电磁干扰、频带范围宽、动态范围大、易与光纤传输系统组成遥测网络等优点而被广泛地应用于各行各业。随着对其研究的不断深入,光纤传感器势必会对科学研究、国民生产、日常生活等诸多领域产生深远影响。 2 光纤传感器基本构成及原理 光纤传感器由光源、入射光纤、出射光纤、光调制器、光探测器以及解调制器组成。其基本原理是将光源的光经入射光纤送人调制区,光在调制区内与外界被测参数相互作用,使光的光学性质(如强度、波长、频率、相位、偏正态等)发生变化而成为被调制的信号光,再经出射光纤送入光探测器、解调器而获得被测参数。 光纤传感器按传感原理可分为两类:一类是传光型(非功能型)传感器[2],另一类是传感型(功能型)传感器[3]。在传光型光纤传感器中,光纤仅作为光的传输媒质,对被测信号的感觉是靠其它敏感元件来完成的,这种传感器中出射光纤和入射光纤是不连续的,两者之间的调制器是光谱变化的敏感元件或其它性质的敏感元件。在传感型光纤传感器中光纤兼有对被测信号的敏感及光信号的传输作用,将信号的“感”和“传” 合而为一,因此这类传感器中光纤是连续的。

光纤传感器的原理及应用论文

光纤传感器的原理及应用 摘要:本文主要介绍由光纤传感器发展过程与基本的原理,由此分析出光纤传感器在测量技术中的应用以及光纤液位传感器特点与应用,光纤传感器发展方向。 关键字:光纤传感器;原理;应用;发展方向

目录 1光纤传感器发展过程 (3) 2光纤传感器的基本工作原理 (3)

3光纤传感器的应用 (3) 4光纤液位传感器特点与应用 (3) 4.1工作原理 (3) 4.2光纤液位传感器应用 (3) 5光纤传感器发展方向 (3)

1光纤传感器发展过程 光导纤维传感器(简称光纤传感器)是20世纪七十年代迅速发展起来的一种新型传感器。光纤最早用于通讯,随着光纤技术的发展,光纤传感器得到进一步发展。 一直以来,传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。 近年来,光纤传感器监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来。与传统的监测技术相比,光纤监测技术有一系列独特的优点:1)光纤传感器以光信号作为载体,光纤为媒质,光纤的纤芯材料为二氧化硅,因此,该传感器具有耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点,属本质安全。 2)光纤本身轻细纤柔,光纤传感器的体积小、重量轻,不仅限于布设安装,而且对埋调部位的材料性能和力学参数影响甚小,能实现无损埋设。 3)灵敏度高,可靠性好,使用寿命长。分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外,还具有以下两个显著的优点:可以准确地测出光纤沿线任一点的监测量,信息量大,成果直观;光纤既作为传感器,又作为传输介质,结构简单,不仅方便施工,潜在故障大大低于传统技术,可维护性强,而且性能价格比好。 分布式光纤经久耐用,安全可靠,由它构成的网络可以遍布坝体,这些光纤网络犹如神经系统,可以感知坝体各部位相关信息,大坝因此而有望成为一种机敏结构。分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶,是一种理想的大坝安全监测系统,广大安全监测工作者应予以积极推广。 2光纤传感器的基本工作原理 光纤传感器的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。 光纤传感器一般是由光源、接口、光导纤维、光调制机构、光电探测器和信号处理系统等部分组成。来自光源的光线,通过接口进入光纤,然后将检测的参数调制成幅度、相位、色彩或偏振信息,最后利用微处理器进行信息处理。概括光纤传感器一般由三部分组成,除光纤之外,还必须有光源和光探测器两个重要部件。见下图(1)所示。

基恩士——激光刻印机安装建议

激光刻印机安装建议 安装示例 同时加工多个表面 安装在容易洒上油污的环境中 在刻印期间消除雾气凝结 直接刻印抗腐蚀的涂层表面 刻印高温物体

最近我们用刀将同轴电缆的外壳剥去,但为了减少该过程的维护成本,我们正在考虑使用激光刻印机。能否使用一台激光刻印机同时加工电缆外壳的两侧? CO 2 激光刻印机是非常适合去除电缆外壳的解决方案,因为光束可以切开外壳,但不伤及里面的金属导体。可使用镜子将光束同时反射到电缆的另一侧。此外,借助 KEYENCE 的三轴技术,即便电缆直径发生变化,也无需更换工具。 安装建议1 使用镜子反射激光,实现双面加工 ML-Z9500 系列激光刻印机非常适合用来加工电缆外壳。其具有的三轴功能和免维护设计可避免因更换工具造成的停工。

我们考虑将激光刻印机安装在容易洒上油污的生产线上。 要避免刻印机沾上油污及其他可能造成损害的碎屑,最好的办法是? 油或其他化学物质可能损害激光刻印机的透镜或其他部件。为了避免油或其他碎屑粘在激光器或透镜上,可使用不粘性护盖或空气净化系统。 使用不粘性护盖将暴露在外的区域遮住。 KEYENCE MD-V9900 系列可产生高对比度的印记,用于追溯和打上产品商标。通过其具有的三轴功能,可在复杂的三维形状上刻印,且无需更换工具。 安装建议 2

能否在激光加工期间消除透明膜表面上的结雾? 激光束的热量会产生烟,造成薄膜表面结雾。由于 9.3 um 的短波长激光具有良好的热吸收特性,故在加工时不会产生过多热量。因此,加工可精确进行,不会产生令薄膜结雾的烟。 安装建议 3 波长为 9.3 um 的 CO 2 激光很适合用来切割树脂品。 ? 免除铸模或机器加工的相关成本? 免维护系统实现稳定的质量? 可即时修改数据,无需更换工具 高质量加工 传统型号 材料表面被破坏 ML-Z 精确、印记浅,最大限度地避免损伤 激光刻印的好处

光纤传感器的原理及表现

光纤传感器的原理及表现 光纤传感器(Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物,它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此,它同时具有光纤及光学测量的特点。 由于光纤传感器具有不受电磁场干扰、传输信号安全、可实现非接触测量,而且具有高灵敏度、高精度、高速度、高密度、适应各种恶劣环境下使用以及非破坏性和使用简便等等一些优点。无论是在电量 (电流、电压、磁场)的测量,还是在非电物理量 (位移、温度、压力、速度、加速度、液位、流量等)的测量方面,都取得了惊人的进展。 光纤传感器分为物性型 (或称功能型)与结构型 (或称非功能型)两类。 1. 工作原理 a.物性型光纤传感器原理 物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性,将输入物理量变换为调制的光信号。其工作原理基于光纤的光调制效应,即光纤在外界环境因素,如温度、压力、电场、磁场等等改变时,其传光特性,如相位与光强,会发生变化的现象。因此,如果能测出通过光纤的光相位、光强变化,就可以知道被测物理量的变化。这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。 b.结构型光纤传感器原理 结构型光纤传感器是由光检测元件与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统。其中光纤仅作为光的传播媒质,所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。 光纤传感器的工作原理是,光纤中传输的光在外界因素的作用下,其光学特性(光强、相位、频率、偏振态、模场形态等)随之发生变化,利用各种手段对这些特性进行检测,通过复杂的运算和分析,最终实现对外部因素的定性和定量地分析。 目前,世界各国都在大力进行光纤传感技术的研发和应用。在光纤传感安防应用领域,国外和国内许多公司都研制出了各种类型和各种功能的光纤探测器,其中表现在管道安全监控系统和骨干光缆安全监控系统两个方面。 a.管道安全监控系统

FS V 光纤放大器说明书

KEYENCE(FS-V33)光纤放大器简易说明: 一、零件名称: 部件简易功能: 1通道1输出指示:通道1检测值大于设定值时信号输出灯亮。 2通道2输出指示:通道2检测值大于设定值时信号输出灯亮。 3设定按钮:设定灵敏度和其他功能设定。 4设定值显示:功能显示和设定值显示。(浅绿色) 5检测值显示:显示检测值和功能显示。(红色) 6灵敏度调整按钮:修改设置值和选项切换。 7模式按钮:模式选择。 8输出选择钮:输出方式选择。 9通道选择开:通道1,2输出选择开关。(应选择1上图为选择2) 二、放大器上设置灵敏度: (一)两点校准

该模式中,使用的设定值将是有无纸张时获得的两个检测值的平均值。 1在前规检测处没有纸时,按3“设定按钮”显示“set”,(见下图)。 2在前规检测处有纸时,再按3“设定按钮”5"检测值"会增加,并显示设定值。 (二)最大灵敏度 1在不放置纸张时,按3“设定按钮”至少3秒钟显示“set”,(见下图)。2“set”不停闪烁时松开3“设定按钮”即可。 三、触摸屏上设置灵敏度: 在光电光纤显示画面中按“前规设定”按钮,弹出前规检测设画面。 (一)单个设定:一个前规设定。 1在前规检测处没有纸时,根据要设置的检测点,按相应“设置”按钮。 2在前规检测处有纸时,根据要设置的检测点,按相应“设置”按钮。

(二)整体设定:L侧和R侧同时前规设定。 1在前规检测处没有纸时,按“全体设置”按钮。 2在前规检测处有纸时,按“全体设置”按钮。 四、当出现错误显示ErE(内部数据错误)需要执行初始化设置 (一般不操作) 1、按8“输出选择钮”同时按3“设定按钮”至少5秒钟。(见下图) 2、显示出“rSt”后按7“模式按钮”将显示“no”。(见下图) 3、用6“灵敏度调整按钮”选择“init”后按7“模式按钮”结束初始化。(见下图)

光纤传感器的特点和工作原理

第二章光纤传感器的特点和工作原理 2.1 光纤传感器的特点 光纤传感器有极高的灵敏度和精度、固有的安全性好、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、集传感与传输于一体、能与数字通信系统兼容等优点,光纤传感器受到世界各国的广泛重视。 总体来说光纤传感器具有许多优点,概括如下: (1)高灵敏度 (2)轻细柔韧便于安装埋设 (3)电绝缘性及化学稳定性。光纤本身是一种高绝缘、化学性能稳定的物质,适用于电力系统及化学系统中需要高压隔离和易燃易爆等恶劣的环境中。 (4)良好的安全性。光纤传感器是电无源的敏感元件,故应用于测量中时,不存在漏电及电击等安全隐患。 (5)抗电磁干扰。一般情况下光波频率比电磁辐射频率高,因此光在光纤中传播不会受到电磁噪声的影响。 (6)可分布式测量。一根光纤可以实现长距离连续测控,能准确测出任一点上的应变、损伤、振动和温度等信息,并由此形成具备很大范围内的监测区域,提高对环境的检测水平。 (7)使用寿命长。光纤的主要材料是石英玻璃,外裹高分子材料的包层,这使得它具有相对于金属传感器更大的耐久性。 (8)传输容量大。以光纤为母线,用传输大容量的光纤代替笨重的多芯水下电缆采集收纳各感知点的信息,并且通过复用技术,来实现对分布式的光纤传感器监测。 纤细的光纤具有这么多的优点,使得它在建筑桥梁、医疗卫生、煤炭化工、军事制导、地质探矿、电力工程、石油勘探、地震波检测等领域有着广阔的发展空间。 2.2 光纤传感器的工作原理 光纤传感器工作原理是用被测量的变化调制传输光光波的某一参数,使其随之变化,然后对已调制的光信号进行检测,从而得到被测物理量。 在光纤传感器中,由于光纤不仅可以作为光波的传播媒质,并且在光纤中传播的光波因外界因素的变化而改变,同时也可将光纤作为传感元件来探测如振幅、相位、偏振态、波长等物理量。

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