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連續(xù)性分布式光纖傳感器
在大型工程中,因?yàn)樾枰獙?shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并且范圍較廣,所以主要使用的是連續(xù)性分布式光纖傳感器。 此外,城市管廊的信息化系統(tǒng)中,至少一半需要用到光纖,其系統(tǒng)動(dòng)輒一公里幾千萬(wàn)的造價(jià),光纖系統(tǒng)即便在里面只占一小部分,也有很大的市場(chǎng)。目前城市管廊的監(jiān)控整體方案中光纖傳感占比并不高,代表城市有青島、珠海等。 從室溫到1800℃全程測(cè)溫的光纖溫度傳感器的系統(tǒng)主要包括端部摻雜的光纖傳感頭、 Y型石英光纖傳導(dǎo)束、 超高亮發(fā)光二極管(LED)及驅(qū)動(dòng)電路、 光電探測(cè)器、熒光信號(hào)處理系統(tǒng)和輻射信號(hào)處理系統(tǒng)。 系統(tǒng)的工作原理為: 在低溫區(qū)(400℃以下), 輻射信號(hào)較弱, 系統(tǒng)開(kāi)啟發(fā)光二極管(LED)使熒光測(cè)溫系統(tǒng)工作。 發(fā)光二極管發(fā)射調(diào)制的激勵(lì)光, 經(jīng)聚光鏡耦合到Y(jié)型光纖的分支端, 由Y型光纖并通過(guò)光纖耦合器耦合到光纖溫度傳感頭。 光纖傳感頭端部受激勵(lì)光激發(fā)而發(fā)射熒光, 熒光信號(hào)由光纖導(dǎo)出, 并通過(guò)光纖耦合器從Y型光纖的另一分支端射出, 由光電探測(cè)器接收。
智能結(jié)構(gòu)的光纖傳感器有以下幾種。
(1)點(diǎn)式傳感器
用于智能結(jié)構(gòu)的點(diǎn)式光纖傳感器主要有:光纖 Fabry-Perot傳感器、光纖 Bragg光柵傳器等。其特點(diǎn)是傳感頭尺寸小,比結(jié)構(gòu)尺寸小很多,只局限于檢測(cè)一個(gè)很小截面內(nèi)的某一參量的值
(2)積分式傳感器
這種傳感器可用于測(cè)量一定范圍內(nèi)某一參量的平均值。例如:光纖干涉(Ma2涉步儀Mhm千涉儀等)可用于測(cè)量光纖長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)變或溫度的平均值。用單根高雙折射光纖構(gòu)成的光纖偏振干涉儀也屬于積分式傳感器,可用于智能結(jié)構(gòu)中測(cè)應(yīng)變、溫度等。
光纖傳感器的定位檢測(cè)技術(shù)正在發(fā)生日新月異地變化,而目前針對(duì)點(diǎn)膠機(jī)的定位解決方案也是越來(lái)越精密準(zhǔn)確。點(diǎn)膠機(jī)大多運(yùn)用在工作相對(duì)強(qiáng)度高的生產(chǎn)車(chē)間里,在操作點(diǎn)膠機(jī)工作時(shí)需要注重于點(diǎn)膠針頭定位的精度,針頭定位對(duì)精度影響十分重要。本次介紹一下高精度的光纖傳感器解決方案。這種光纖定位檢測(cè)傳感器較小可定位針頭則是0.25mm,通過(guò)兩條對(duì)射通道,簡(jiǎn)單構(gòu)成一個(gè)二維的坐標(biāo)感應(yīng)體系,當(dāng)針頭定位在中間位置時(shí),將同時(shí)擋斷兩條光路的正常發(fā)射、接收,此時(shí)光纖傳感器認(rèn)定位置精度準(zhǔn)確。通過(guò)這種方式定位精度非常高。
光纖傳感器中光纖本身就是敏感元件,直接接受外界的被測(cè)量。根據(jù)光纖在傳感器中的作用,可分為功能型光纖傳感器、非功能型光纖傳感器和拾光型光纖傳感器為功能型光纖傳感器。功能型光纖傳感器中的光纖本身可以感受被測(cè)量,光在光纖內(nèi)部傳遞時(shí),被測(cè)量使光纖的特性發(fā)生變化,光信號(hào)被光纖測(cè)量、調(diào)制。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊、靈敏度高;缺點(diǎn)是需要使用特殊光纖,成本比較高,常見(jiàn)的應(yīng)用有光纖水聽(tīng)器等。