1.求一篇关于光纤传感器的应用的论文
温度传感器 温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。
温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。
从17世纪初人们开始利用温度进行测量。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。
与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 两种不同材质的导体,如在某点互相连接在一起,对这个连接点加热,在它们不加热的部位就会出现电位差。
这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关,和这两种导体的材质有关。这种现象可以在很宽的温度范围内出现,如果精确测量这个电位差,再测出不加热部位的环境温度,就可以准确知道加热点的温度。
由于它必须有两种不同材质的导体,所以称之为“热电偶”。不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围,它们的灵敏度也各不相同。
热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时,输出电位差的变化量。对于大多数金属材料支撑的热电偶而言,这个数值大约在5~40微伏/℃之间。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷,它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响,因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关,用非常细的材料也能够做成温度传感器。
也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性,这种细微的测温元件有极高的响应速度,可以测量快速变化的过程。 温度传感器是五花八门的各种传感器中最为常用的一种,现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。
温度传感器有四种主要类型:热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。
接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。
一般测量精度较高。在一定的测温范围内,温度计也可测量物体内部的温度分布。
但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差,常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。
在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究,测量120K以下温度的低温温度计得到了发展,如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。
低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件,可用于测量1.6~300K范围内的温度。
非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速(瞬变)对象的表面温度,也可用于测量温度场的温度分布。
最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律,称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法(见光学高温计)、辐射法(见辐射高温计)和比色法(见比色温度计)。
各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体(吸收全部辐射并不反射光的物体)所测温度才是真实温度。
如欲测定物体的真实温度,则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长,而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关,因此很难精确测量。
在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度,如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下,物体表面发射率的测量是相当困难的。
对于固体表面温度自动测量和控制,可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。
利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正,最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。
球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射,从而提高有效发射系数:式中ε为材料表面发。
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3个你自己选自己该 1:论文关键词】:光纤传感器;光纤光栅;光纤传感技术;光纤通信 【论文摘要】:介绍了光纤传感器的基本构成及原理,综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展,对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。
光纤传感器随着光纤通信技术的实用化有了迅速发展,且以体积小、重量轻、检测分辨率高、灵敏度高、测温范围宽、保密性好、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀性强等明显优于传统传感器的特点,其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等。现如今光纤传感器已经能够对温度、压力、温度、振动、电流、电压、磁场等物理量进行测定,发展空间相当广阔。
1. 光纤传感器的基本构成和组成原理 光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成,光源发出的光耦合进光纤,经光纤进入调制区,在调治区内,外界被测参数作用于进入调区内的光信号,是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长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而获得被测参数,光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成,纤芯和包层具有不同的折射率,树脂涂层对光纤起保护作用,光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤;按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播,具有感测和传输的双重功能,是一种非常重要的智能材料。
2. 光纤传感器的类型及特点 光纤传感器的类型很多,按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。 传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器,主要使用单模光纤,光纤不仅起传光作用,同时又是敏感元件,它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点,使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。
因此,这一类光纤传感器又分 为光强调制型,偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器,由于光纤本身是敏感元件,因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器,它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后,通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中,光纤仅作为传光元件,必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3. 光纤传感器的应用 光纤传感器的应用范围很广,几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活,尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用,解决了许多行业多年来一直存在的技术难题,具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用: (1) 城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。
光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。 (2) 在电力系统,需要测定温度、电流等参数,如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等,由于电类传感器易受强电磁场的干扰,无法在这些场合中使用,只能用光纤传感器。
分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术,分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点,还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力,利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度,定位精度可达米的量级,测温精度可达1度的水平,非常适用于大范围多点测温的应用场合。 2:光纤光栅传感器应变传递理论研究摘要 4-5 Abstract 5-6 1 绪论 9-55 1.1 前言 9-13 1.2 光纤光栅传感器的优点 13-15 1.3 光纤光栅传感器的发展 15-30 1.3.1 光纤光栅制作技术的发展 15-16 1.3.2 光纤光栅传感器的研究现状 16-30 1.4 光纤光栅传感器的应用 30-36 1.4.1 航空航天 30-32 1.4.2 土木工程 32-35 1.4.3 船舶工业 35 1.4.4 医学 35 1.4.5 电力工业 35-36 1.5 光纤光栅传感器应变传递理论的研究进展 36-54 1.5.1 光纤光栅传感器应变传递研究的必要性 36-38 1.5.2 埋入式光纤光栅传感器的应变传递研究 38-50 1.5.3 光纤光栅传感器的反射光谱和外界应力之间的关系研究 50 1.5.4 表面粘贴式光纤光栅传感器应变传递机制分析 50-54 1.6 本文研究的主要内容 54-55 2 光纤光栅传感器应变传递影响参数研究 55-71 2.1 引言 55 2.2 光纤光栅的写入技术和光纤光栅传感器的传感原理 55-59 2.2.1 光纤光栅的写入技术 56-58 2.2.2 光纤光栅传感器的原理 58-59 2.3 光纤光栅传感器的应变传递公式 59-65 2.4 影响参数分析 65-70 2.4.1 中间层厚度的影响 65-66 2.4.2 光纤光栅传感器长度和中间层厚度的影响 66-68 2.4.3 中间层弹性模量的影响 68-69 2.4.4 中间层泊松比的影响 69-70 2.5 结论 70-71 3 非轴向力作用下埋入式光纤光栅传感器的应变传递分析 71-85 3.1 前言 71-73 3.2 光纤光栅传感器的应变传递分析 73-80 3.2.1 光纤光栅传感器的测量原理 73 3.2.2 基本假设 73-74 3.2.3 理论分析 74-80 3.3 试验及结果分析 80-82 3.4 误差分析 82-84 3.5 结语 84-85 4 。
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光纤传感器及其研究现状①
唐宇 刘传菊
( 仲恺农业工程学院信息学院 广州 510225)
摘 要: 光纤传感器是近几年来出现的集光学、电子学为一体的新型传感器。本文主要介绍了光纤传感器的结构、原理、特点以及
目前的研究现状和发展方向。
关键词:传感器 光纤理论 光纤传感器
中图分类号: T P 2 1 2 文献标识码: A 文章编号:1672-3791(2009)03(a)-0017-02
Study on Optical Fiber Sensor and its Application
TANG Yu LIU Chuan-ju
(Information College ZhongKai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou 510225)
Abstract: Optical fiber sensor, which is combined with optical and electronic, is a new sensor. This paper mainly introduced the
structure of optical fiber sensor、the principle of optical fiber sensor and the new research of optical fiber sensor.
Key words: Sensor; Optical Fiber Theory; Optical Fiber Sensor
随着现代科学技术的发展, 信息的获
得显得越来越重要。传感器正是感知、检
测、监控和转换信息的重要技术手段。光
纤传感器是继光学、电子学为一体的新型
传感器, 与以往的传感器不同, 它将被测信
号的状态以光信号的形式取出[ 1 ] 。光信号
不仅能被人所直接感知, 利用半导体二极
管如光电二极管等小型简单元件还可以进
行光电、电光转换, 极易与一些电子装配
相匹配, 这是光纤传感器的优点之一; 另外
光纤不仅是一种敏感元件, 而且是一种优
良的低损耗传输线; 因此, 光纤传感器还可
用于传统的传感器所不适用的远距离测
量。近年来光纤传感器得到了越来越广泛
的应用。
1 光纤传感器的基本构成及原理
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
纤送入调制区, 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
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4.高分求光纤传感技术的发展及应用前景论文
光纤传感技术的发展及应用摘 要] 介绍了传光型光纤传感器与传感型光纤传感器的基本原理,阐述了强度调制型光纤传感器、干涉型光纤传感器、光纤光栅以及光纤声发射传感器的应用,提出了我国光纤传感技术存在的问题以及发展方向。
[关键词] 光纤;光纤传感器;光纤传感技术0 引 言近几年,传感器产量的年增长率均保持在10%以上,目前全球从事传感器生产和研制的单位达5000多家。传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一,已经成为一个国家科学技术水平发展的重要标志。
传感器朝着灵敏、精巧、适应性强、智能化、网络化方向发展。光纤传感技术是20世纪70年代末兴起的一项技术,现已与光纤通信并驾齐驱。
光纤传感器由于其优越的性能而备受青睐,其具有体积小、质量轻、抗电磁干扰、防腐蚀、灵敏度很高、测量带宽很宽、检测电子设备与传感器可以间隔很远等优点,并可以构成传感网络。先进的光纤传感器的灵敏度比传统的传感器高几个数量级,可以测量压力、温度、应力(应变)、磁场、折射率、形变、微震动、微位移、声压等,已经实现的可用光纤传感技术测量的物理量已达70多种。
1 光纤传感器的基本原理光纤传感技术可分为传光型和传感型两类。光纤传感技术的核心是光纤传感器,相应的光纤传感器也分为传光型光纤传感器和传感型光纤传感器。
1.1 传光型光纤传感器工作原理传光型光纤传感器也称非功能型光纤传感器或强度调制型光纤传感器,光纤主要起传输光波的作用,传光型光纤传感器主要由光源、光纤、光调制器、敏感元件、光电探测器、检测电路等组成。传光型光纤传感器的基本原理是待测物理量引起光纤中的传输光光强I变化,通过光强I的检测实现对待测物理量的测量。
强度调制的特点是简单、可靠、经济。强度调制的方式很多,主要有反射式强度调制(如图1所示)和透射式强度调制(如图2所示)。
1.2 传感型光纤传感器工作原理传感型光纤传感器也称功能型光纤传感器,光纤既传光又传感,即还充当敏感元件。对于传感型光纤传感器而言,当光在光纤中传播时,被测物理量或外界因素作用在光纤上,使得光纤中传输光的振幅、相位、波长、偏振态等发生改变,此过程为光调制,调制后的光经光纤传输到光电探测器解调后转换成电信号输出。
传感型光纤传感器的原理比传光型光纤传感器的复杂得多。传感型光纤传感器应用最多的是相位调制型光纤传感器或者干涉型光纤传感器,即外界因素使光纤中传输光的相位变化,进而改变出射光(干涉光)的强度变化来达到测量目的。
常用的干涉型光纤传感器有Michelson干涉式光纤传感器、Mach-Zehnder干涉式光纤传感器、Fabry-Perot(F-P)干涉式光纤传感器、Sagnac干涉式光纤传感器、Fizeau干涉式光纤传感器等。干涉型光纤传感器是高精度光纤传感与测量技术的最佳选择。
2 光纤传感技术的应用光纤传感技术的应用范围很广泛,涉及国民经济与国防事业的很多领域,尤其是能在恶劣的环境中使用。光纤传感技术的目的是获得高的测量精度,因此在提高被测物理量的精度的同时,一定要设法消除非被测物理量的改变以及噪声的影响。
2.1 传光型光纤传感技术的应用反射式强度调制型光纤传感器如图1所示,设输入光纤的输入光强为I0,则输出光纤接收的光强为: 光纤水听器和医疗等领域应用尤为火热。现在,光纤AE传感器主要与干涉式光纤传感器结合起来使用,以提高测量精度。
随着建筑业的发展,光纤AE传感器将在混凝土结构寿命的监测中发挥巨大的作用。3 结束语光纤传感技术发展非常迅速,我国在20世纪80年代末开始研究,虽然现在做出了一些成绩,但是与发达国家相比还有差距,特别是能够进行商用的光纤传感器还比较少。
只要我们加大对光纤传感技术研究的人力、物力、财力的投入,一定会使这一技术得到很大提高,有助于改变我国传感器技术和产业落后的现状,提高我国国防事业与工业的科学技术水平。[参考文献][1] 张 森,王洪宇.光纤声发射检测方法的研究[J].光通信技术,2005,29(3):59-61.[2] 金 龙,张伟刚,涂勤昌,等.干涉技术在光纤传感设计中的应用[J].激光与光电子学进展,2004,41(3):51-56.[3] YUANL B, ZHOU L M, JIN W. Long-gauge lengthembedded fiber optic ultrasonic sensor for large-scale concretestructure[J]. Optics&LaserTechnology, 2004,36(1):11-17.[4] 廖延彪.光纤传感技术对工业发展的促进作用[J].物理,2003,32(9):323-326.[5] 苑立波.光源与纤端光场[J].光通信技术,1994,18(9):54-64.。
5.急求温度传感器应用的论文,5000字,要有目录,要详细
分布式光纤温度传感器的设计
1 引言 2 装置和原理 3 波形产生 结论
1 引言 在众多光纤传感技术中分布式光纤传感器技术是目前国内外关注的新热点,它利用了光纤中喇曼散射的温度效应和光学时域反射(Optical time domain reflectometry , OTDR)技术,可以实时测量空间温度场的分布。 分布式光纤温度传感器系统的信号通道和传感器全部用光纤实现,因而具有光纤传感器的所有特点,它最显著的特点还在于网络化传感方式,即把传感光纤或光纤传感器回路沿作用场(压力、温度、应变等)分布排列,并采用独特的探测技术,对回路场上的空间分布和随时间变化的信息进行测量和监控,因而可以实现长距离、大范围、高密度的监测,系统具有无可比拟的性价比。 分布式光纤传感器的工作机理很多,喇曼散射、布里渊散射、光克尔效应等,这些机理都有各自的优缺点,目前只有喇曼散射型分布式光纤温度传感器得到应用。分布光纤温度传感器的传感光纤不带电,抗射频和电磁干扰、防燃、抗腐蚀、耐高压电、耐电磁辐射等。由于分布光纤温度传感器具有这些独特的优点,目前得到了越来越广泛的应用。如:电力电缆的温度检测和热保护;煤矿和隧道的温度检测和报警系统;大型变压器、发电机组的温度分布测量、热保护诊断等。 2 装置和原理 分布式光纤温度传感器的结构如图1所示,可以分为主机、信号采集和信号处理以及传感光纤三个部分,主机部分由光源、光纤波分复用系统以及光电接收和放大模块组成。 (1)光源由DDS直接合成数字芯片AD9859产生调制信号。 (2)光纤波分复用系统:由双向耦合器和滤波器组成。 。
/pages/paper_134177.htm
6.谁有关于光纤传感器的英文翻译中文的文章啊
光纤是以光脉冲的形式来传输信号,以玻璃或有机玻璃等为网络传输介质。它由纤维芯、包层和保护套组成。英文是:Cable
光纤可分为单模(Single Mode )光纤和多模(Multiple Mode)光纤。
单模光纤只提供一条光路,加工复杂,但具有更大的通信容量和更远的传输距离。
多模光纤使用多条光路传输同一信号,通过光的折射来控制传输速度。
在计算机网络中使用的光纤有以下几类
(1)8.3pm芯/125pm外壳,单模;
(2)62.5um芯/125um外壳,多模;
(3)5OPm芯/125pm外壳,多模;
(4)loopm 芯/140pm外壳,多模。
温度传感器界定索赔1下传感方式包括散装样品具有半导体特性 在预选波长的辐射能吸收了近边缘带半导体作为温度功能. 5. 温度传感器索赔1下定义包含半导体传感方式具有温度系数差 能源. 6. 5温度传感器的定义声称是编造止步半导体砷化殃. 7. 温度传感器索赔1下定义,是指捏造传感为镜子反射进一步改善
7.传感器的研究现状与发展是怎样的
传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。
传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。