光纤传感器调研报告

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1、光纤传感器调研报告胡昆仑5080309785摘要：本文将就光纤传感器作一份较为详细的调研报告，主要介绍光纤传感器的基本知识，以及一些典型光纤传感器（包含已经投入生产以及研究中）基本原理，为本学期毕业设计作好准备工作。关键词：光纤，振动，传感器，原理一、光纤传感器现况：近20年来,世界范围内用于光纤通讯和光纤传感器的资金正在不断增长。与传统传感器相比，光纤传感器有一些列独特的优点：它可以在强电磁干扰、高温高压、原子辐射、易爆、化学腐蚀等恶劣条件下使用，高灵敏度及低损耗的优点使其用途广泛，例如能够组成空间分布列阵及网络，应用于人体医学、城建监控、环境监测等方面。科

2、学家已提出了四十多种测量对象的几百种光纤传感器，同时也指出了乐观的市场前景。二、光纤传感器基础：光纤传感器其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。与传统的各类传感器相比，光纤传感器具有以下特点：1、灵敏度较高；2、几何形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器；3、可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋转等）的器件；4、可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它

3、的恶劣环境。光纤传感器可分为2大类：一类是功能型（传感型）传感器;另一类是非功能型（传光型）传感器。功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件,被测量对光纤内传输的光进行调制,使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化,再通过对被调制过的信号进行解调,从而得出被测信号。　　光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，多采用多模光纤。　　优点：结构紧凑、灵敏度高。　　缺点：须用特殊光纤，成本高，典型例子：光纤陀螺非功能型传感器是利用其它敏感元件感受被测量的变化,光纤仅作为信息的传输介质，常采用单模光纤。　　光纤在其中仅起导

4、光作用，光照在光纤型敏感元件上受被测量调制。　　优点：无需特殊光纤及其他特殊技术；比较容易实现，成本低。　　缺点：灵敏度较低。实用化的大都是非功能型的光纤传感器。光纤传感器从信号变换上也可以分成强度调制型、相位调制型、波长调制型、偏振态调制型和模式调制型等等。三、典型光纤传感器及其基本原理：1、首先介绍一种激光位移传感器，严格来说，该传感器仅仅是利用光学手段制作的传感器。ZLDS10X可定制激光位移传感器是英国真尚有（ZSY）公司生产的一种激光传感器，具有数字化集成一体化结构，0.01%高分辨率，0.1%高线性度，9.4KHz高响应、IP67高防护等级和可同步

5、等高性能。工作温度范围宽，特别适用于工业环境高精度应用。主要有以下型号：各型号特点：ZLDS100：0.01%高分辨率，0.1%高线性度，9.4KHz高响应，可订制各种尺寸，适应恶劣环境。ZLDS101：0.03%高分辨率，0.1%高线性度,2M大量程，可进行远距离测量。ZLDS102：0.02%高分辨率,0.1%高线性度,低成本。提供了在计算机上运行附带的传感器软件。该软件提供简单的数据读取、显示以及传感器参数设置功能。提供了一个传感器开发库(目前仅支持Windows)，以DLL形式提供，封装底层串口通讯协议细节，提供简单易用的编程接口，便于开发人员快速进行

6、应用软件的开发。应用领域：广泛用于火车轮轮缘轮廓测量，公路车辙、平整度测量。也可用于非接触测量位移、三维尺寸、厚度、物体形变、振动、分拣及玻璃表面测量等。主要特点如下：◆ZLDS100R-4-39传感器可用于镜面和玻璃的表面测量；◆量程最小2mm，最大1250mm(其他量程可订制)；◆量程起始距离最小10mm，最大260mm(其他距离可订制)；◆频率响应：2K、5K、8K、9.4K；◆分辨率最高0.01%,线性度最高0.1%；◆支持多个传感器同步采集(确保工业在线高精度差动测厚)；◆支持特殊量程(如远距离起始700mm小量程300mm等)；◆特殊应用(如路面平

7、整度，高温被测体，管道内径，石油钻杆内外螺纹测量等均可定制)；◆针对串口，提供了运行应用的DLL开发库，方便用户开发应用软件；◆非接触位移精密测量；工作原理较为简单，图示如下：半导体激光器①被镜片②聚焦到被测物体⑥。反射光被镜片③收集，投射到CMOS阵列④上；信号处理器⑤通过三角函数计算阵列④上的光点位置得到距物体的距离。该传感器通过简单的光学原理，达到对距离位移、三围尺寸、厚度、物体形变、振动、玻璃表面的测量，与微机结合，能够将结果形象的体现出来，网上即有该传感器对玻璃检查的应用（http://v.youku.com/v_show/id_XMjUzMTAxO

8、Dc2.html）系列各种产品具体型号