导图社区 传感器第九单元思维导图
这是一篇关于传感器第九单元思维导图，包括光纤传感器基础和光纤传感器应用举例两部分内容，希望对你有所帮助。
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光纤传感器
光纤传感器基础
光纤的结构
纤芯
包层
涂敷层
光纤波导原理
光纤的特性
数值孔径NA
损耗
吸收损耗
光能→热能，对不同波长光的吸收率不同
散射损耗
光纤材料不均匀、几何尺寸缺陷引起瑞利散射、光纤弯曲
色散
光纤内传输的光脉冲，由于光波的群速度不同而出现光脉冲展宽现象
信号脉冲畸形，限制了光纤的传输带宽
材料色散、波导色散、多模色散
光纤分类
阶跃型
梯度型
聚焦作用
光纤传感器基本原理及类型
组成
光纤
光源
光探测器
传光型光纤传感器
非功能型/多模光纤（传输更多光量）
光纤：传输方波、多模光纤、不连续（入射、出射光纤）
调制器：敏感元件、被测量作用下光路遮断、光穿透率变化
传感型光纤传感器
功能型、单模光纤（被测对象调制光纤特性）
传——传输光波
感——外界作用下光学特性变化光纤连续
特点
传光性好、损耗小
频带宽、超高速测量
灵敏度、线性好
非接触、非破坏性、远距测量
体积小、重量轻
光纤传感器的调制技术
光纤传感器的核心
机理：光被外界参数的调制原理
调制技术：将一携带信息的信号叠加到载波光波上
——光在调制区与外界被测量的相互作用
——光纤对外界参数有一定效应
强度调制——被测对象引起载波光强变化
小的线（角）位移外调制
发射光纤：不动
接收光纤：横向、纵向位移或转动
反射式
测量反射光强度，确定物体位置变化
遮光式
微弯损耗光强调制
模态理论：垂直于光纤轴线的应力使光纤弯曲时，传输光部分折射到光纤包层中，不产生全反射，纤芯中光强发生变化
吸收特性的强度辐射
x，y射线辐射引起光纤材料吸收损耗增加
——辐射量传感器：不同光纤对不同射线的敏感程度不同，鉴别不同射线
频率调制与解调
利用被测量改变光的频率，检测光频率变化测量被测量
光学效应
波长调制
利用被测量改变光的波长，检测光波长变化测量被测量
解调技术较复杂：分光仪
—— 光学滤波、双波长检测
对引起光纤或连接器损耗增加的器件不稳定因素不敏感
例：利用热色物质进行波长调制——测量温度
光纤传感器应用举例
光纤温度传感器
非相干型
辐射式温度计
半导体吸收式温度计
荧光温度计
相干型
偏振干涉温度计
相位干涉温度计
分布式温度计
基本原理
被动式测温
黑体辐射定律
光纤图像传感器
传像束：光纤规则排列、每条光纤传送一个像元信息
工业用内窥镜
医用内窥镜
反射式光纤位移传感器
光纤风速计
