售前电话
135-3656-7657
售前电话 : 135-3656-7657
国家高新技术企业 省级专精特新企业
咨询热线：135-3656-7657 400-6333-661
国家高新技术企业 省级专精特新企业
咨询热线：135-3656-7657 400-6333-661
由于非功能型光纤传感器（NFF）的制作和应用比较容易，因而目前NFF型传感器应用与种类都比较多。
常用的光纤传感器技术在NFF型传感器中，反射式强度型光纤传感器具有原理简单、设计灵活、价格低廉等特点，并已在许多物（如位移、转速、振动等）的测量中获得成功应用。而在这种光纤传感器中，又以反射式Y型光纤传感器为常用，下面就介绍这种光纤传感器技术的结构与工作原理。
1.Y型光纤传感器的结构常用的反射式Y型光纤传感器是最基本的、结构最简单的、使用最多的一种非功能型（NFF）或传光型光纤传感器，也有人将它称之为“天线型”光纤传感器，其结构如图5-7（a）所示，由图可见，光纤采用Y型结构，即两束光纤一端合并在一起组成一个测量的光纤探头（测量时则对向被测物），另一端分为两支，分别作为光源光纤（即将发光二极管LED或激光二极管LD光源与光纤耦合连接形成光源光纤）和接收光纤（即将光电探测器件PIN光敏二极管或APD光敏二极管等与光纤耦合连接形成接收光纤），从而形成了Y型光纤传感器的结构。这种Y型结构，用两根光纤或多根光纤组成，一般实用产品大都是多根光纤组成。
2.丫型光纤传感器的工作原理Y型光纤传感器的工作原理是基于光反射系数的变化。当光从光源耦合进到光源光纤，通过光源光纤传输到光纤测量头，其输出光就射向被测表面，从而会被被测表面反射到接收光纤,最后传输到由光电转换探测器件所接收。这时，光电探测器件（即图中的光敏元件）输岀的电压为U=f(d)。
显然，光电探测器件接收到的光，除与反射体到光纤探头的距离d有关外，还与被测表面反射体表面性质等有关。当光纤芯半径八光纤的数值孔径NA,反射面、检测器已确定的情况下，这时其输出电压U就只是位移d的函数。所以，通过分析输出电压可以得到相应位移d的数值，这样就可以实现非接触微小位移的精密测量。
当光纤探头紧贴反射面时，接收器光电探测器件接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，当到达最大值点后，又随两者的距离增加而减�。湮灰坪褪涑龉叵档那撸缤�5-7(b)所示。
图5-7光纤位移传感器原理图
实际应用曲线II段时，多是将光纤探头调节到离反射面距离光强最大值时予以固定，然后进行所需的如测量位移等应用检测。
当光纤芯半径r、光纤的数值孔径NA、检测器已确定的情况下，则探测器件接收到的光与反射体表面性质、反射体到光纤探头的距离有关，因而这种反射式Y型光纤传感器，可用来检测表面粗糙度、密度，以及位移、转速、微震等。显然，这种反射式Y型光纤传感器是一种强度调制型的非接触式测量，具有探头小、响应速度快、测量线性化等优点。
强度调制型光纤传感器是最早使用的调制方法，其特点是，技术简单、工作可靠、价格低，可采用多模光纤，且光纤的连接器和耦合器已经实现了商品化。光源可采用输出稳定的LED或高强度白炽灯等非相干光源。探测器一般用光敏二极管(VD)、PIN管和光电池等。
常用的光纤传感器技术的典型应用 1.用Y型光纤传感器检测位移由图5-7(a)知，当反射表面位置确定后，接收到的反射光的光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。也就是说，传导到光敏元件上的光量，随反射面相对光纤端面的位移d变化，其位移量和输出的关系如图5-7(b)所示。因此，即可根据输出值的大小而测得位移d值。当d很小时，由于这时两光纤的光锥角重叠部分很�。虼朔瓷涞浇邮展庀说墓饬亢苌伲酱锕饷粼墓馇拷先酰凰孀興的不断增加，光敏元件的接收光量随之增大并达到最大值，这就是图中曲线I段。虽其范围窄，但灵敏度高，线性好，适于测微小位移和表面粗糙度等，测量范围通常在100μm以内，有的最大接近300μm。如果d继续加大，则曲线从峰值开始逐渐下降，成为II段，其特性与I段情况基本相反。对于这类光纤传感器，其光强响应特性曲线是传感器设计的主要依据。
为了提高光强的耦合效率，可采用大数值孔径光纤或传光束。目前，这种传感器的测量位移范围最大约为10mm左右(用特性曲线II段)，测量分辨力可达0.05pm,精度最高可达0.1皿左右(用特性曲线I段)。这类传感器包括基于反射原理、遮断式、微弯损耗原理、辐射损耗原理、光弹效应等的光纤位移传感器。
qy千亿国际qy千亿国际
拨打电话
产品中心
在线客服
回到顶部
