光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用

1、光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用 專業(yè)：物理學(xué)專業(yè)：物理學(xué) 學(xué)學(xué)號(hào)：號(hào)：2160920037 指導(dǎo)指導(dǎo)老師：施衛(wèi)老師：施衛(wèi) 報(bào)告人：鄧寧康報(bào)告人：鄧寧康 報(bào)告提綱 一：光纖結(jié)構(gòu)與種類以及光纖結(jié)構(gòu)損耗一：光纖結(jié)構(gòu)與種類以及光纖結(jié)構(gòu)損耗 二：光纖傳感器工作原理二：光纖傳感器工作原理 三：光纖傳感器應(yīng)用三：光纖傳感器應(yīng)用 四：展望四：展望 光纖光纖結(jié)構(gòu)與種類以及光纖結(jié)構(gòu)損耗結(jié)構(gòu)與種類以及光纖結(jié)構(gòu)損耗 1.光纖由稱為“纖芯”和“包層”的兩同心圓形雙層結(jié)構(gòu)組成 其結(jié)構(gòu)如圖所示： 光纖傳輸損耗的物理機(jī)理如下：一是光纖本身的損耗，而是傳 輸時(shí)使用條件產(chǎn)生的損耗。前一種又可分為光纖的原材料方面 的損耗

2、，光纖幾何結(jié)構(gòu)不完整所產(chǎn)生的損耗。后一種有連接損 耗，彎曲損耗以及放射線輻射使光纖變黑使吸收增加所產(chǎn)生的 損耗等。在纖維光學(xué)傳感器中常應(yīng)用彎曲等損耗，使通過光纖 的光強(qiáng)發(fā)生變化進(jìn)行精密測(cè)量。光纖微彎引起光纖中傳輸模式 的變換，彎曲半徑越小，損耗越大，光纖連接時(shí)存在錯(cuò)位或間 隙也會(huì)增大損耗。 光纖損耗光纖損耗 光纖光纖傳感器工作原理傳感器工作原理 光纖傳感器分類光纖傳感器分類 光學(xué)纖維傳感器按光纖在傳感器內(nèi)起的作用可分為兩大類 功能型光纖直接用作敏感元件，它既能感知信息，又傳輸 信息 非功能型光纖進(jìn)緊起傳輸信息的作用，其端部需另加敏感 元件 （1）功能型光纖傳感器 （2）非功能型光纖傳感器 光檢

3、測(cè)元件與光纖傳輸回路及測(cè)量電路所組成的測(cè)量系統(tǒng)， 基本類型如下圖所示： 光纖傳感器的應(yīng)用光纖傳感器的應(yīng)用 （1）應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域 土木工程領(lǐng)域光纖傳感器得到了廣泛的應(yīng)用，用來測(cè)量混凝土 結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)部應(yīng)力，檢測(cè)大型結(jié)構(gòu)、橋梁健康狀況等，其中 最主要的都是將光纖傳感器作為一種新型的應(yīng)變傳感器使用。 光纖傳感器可以黏貼在結(jié)構(gòu)物表面用于測(cè)量，同時(shí)也可以通過 預(yù)埋實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部物理量的測(cè)量。利用預(yù)先埋入的光纖傳感 器，可以對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷過程中內(nèi)部應(yīng)變的測(cè)量。 （2）應(yīng)用于檢測(cè)技術(shù) 光纖傳感器在航天（飛機(jī)及航天器各部位壓力測(cè)量、溫度測(cè)量、 陀螺等）、航海（聲納等）、石油開采（液面高度、流量測(cè)量、

4、 二相流中空隙度的測(cè)量）、電力傳輸（高壓輸電網(wǎng)的電流測(cè)量、 電壓測(cè)量）、核工業(yè)（放射劑量測(cè)量、原子能發(fā)電站泄露劑量 監(jiān)測(cè)）、醫(yī)療（血液流速測(cè)量、血壓及心音測(cè)量）、科學(xué)研究 （地球自轉(zhuǎn)）等眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。 （3）應(yīng)用于石油工業(yè) 在石油測(cè)井技術(shù)中，可以利用光纖傳感器實(shí)現(xiàn)井下石油流量、 溫度、壓力和含水率等物理量的測(cè)量。較成熟的應(yīng)用是采用非 本征光纖FP腔傳感器測(cè)量井下的壓力和溫度。非本征光纖F-P 腔傳感器利用光的多光束干涉原理，當(dāng)被測(cè)的溫度或者壓力發(fā) 生變化時(shí)干涉條紋改變，光纖FP腔的腔長(zhǎng)也隨之發(fā)生變化， 通過計(jì)算腔長(zhǎng)的變化實(shí)現(xiàn)溫度和壓力的測(cè)量。 展望 光纖傳感器技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展也已獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，出現(xiàn) 了很多實(shí)用性