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光纤接入传感器和光纤位移传感器的反射原理

发表时间:2021-04-21 16:00【

  光纤接入传感器按工作原理怎么进行分类,接入传感器可分为两大类型:


  第一类是非功能型光纤传感器(传光型传感器),在这类传感器中,光纤仅仅作为传光的媒介,对待测对象的调制功能是依靠其它物理性质的敏感元件来实现的;


  第二类是功能型光纤传感器(传感型传感器),这类传感器中,光纤不仅起传光作用,而且利用外界因素使其传光特性发生变化以实现传感测量。


  反射式光纤位移传感器是最早被提出并加以研究的。这种传感器的优点是对测量环境的要求低,适用于各种常规方法无法满足的特殊场合,制作成本低、测量范围大(可达10mm左右),根据测量范围的要求,增加或减少入射和反射光纤束中的光纤数目就可以得到不同的测量范围,其测量精度2可达到40m。


  光纤位移传感器是一种新型传感器,具有体积小、质量轻、柔软可绕、电绝缘性好、不受电磁干扰、不会产生电火花、可在易燃易爆环境下工作等优点。因此,光纤传感器自问世以来得到了非常迅速的发展。本文根据某项目的要求,研制了用于测量低真空压力的反射式光纤压力传感器。


  基本原理系统基于膜片反射光原理,见下图:

光纤传感器反射工作原理


  入射光纤发出的光照射在膜片上,在压力作用下膜片的位置发生变化,导致接收光纤的光强发生变化。由几何分析可得到接收光纤集光端面受发射光纤光锥照射的表面所占的百分比为

光纤传感器占比

  式中r为光纤的半径,mm;&为光锥边缘与传感(接收)光纤的重叠长度,mm。又有:8=[2dtan(sin-¹NA)-a]/r


  式中MA为光纤的数值孔径,其值取0.5;d为光纤端面与平面镜之间的距离,mm;a为两光纤之间的距离,mm。


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