傳感器
凡是利用一定的物性(物理、化學(xué)、生物)法則、定理、定律、效應(yīng)等進行能量轉(zhuǎn)換與信息轉(zhuǎn)換,并且輸出與輸入嚴(yán)格一一對應(yīng)的器件和裝置均可稱為傳感器;傳感器又被稱為變換器、轉(zhuǎn)換器、檢測器、敏感元件、換能器和一次儀表等。
具有以下作用與功能:1、測量與數(shù)據(jù)采集;2、檢測與控制作用;3、診斷與監(jiān)測作用;4、輔助觀測儀器;5、資源探測與環(huán)境保護;6、醫(yī)療衛(wèi)生和家用電器;
的基本組成:一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成,有時還加上輔助電源。
1、力學(xué)量:光電式位移、位置;
光纖陀螺是光纖自身的一種,與激光陀螺相比,光纖陀螺靈敏度高,體積小,成本低,可以用于飛機、艦船、等的高慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。
2、熱學(xué)量:光纖溫度;
一類是利用光導(dǎo)纖維本身具有的敏感功能而使光纖起溫度測量作用,同時利用光纖的特性將溫度信號以光的形式傳輸,該類型屬于功能型光纖溫度;另一類是光導(dǎo)纖維僅起傳輸光波的作用,感溫功能必須由在光纖端面加裝其他敏感元件來完成,屬于傳輸型光纖溫度。
光纖溫度具有測量精度高、抗電磁干擾、防爆、可繞性好等特點。
目前光纖溫度具體可分為晶體光纖溫度、半導(dǎo)體吸收光纖溫度、雙折射光纖溫度、光路遮斷式光纖溫度、熒光光纖溫度、Fabry-Rerot標(biāo)準(zhǔn)器光纖溫度、輻射式光纖溫度和分布參數(shù)式光纖溫度等。
3、流體量:
光纖流量計:光纖渦輪流量計;
液位:
一:浮力式液位(恒浮力式、變浮力式;)
二:吹氣式液位;
三:電容式液位;
四:壓力式液位計;
五:超聲波式液位;
六:放射線式液位;
七:雷達式液位計;
光纖液位:
圖1為光纖液位的原理示意圖。
4、光學(xué)量:光纖;近年來,在朝著靈敏、、適應(yīng)性強、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過程中,光纖這個家族的新成員倍受青睞。
光纖憑借著其大量的優(yōu)點已經(jīng)成為家族的*,它憑借著光纖的優(yōu)異而得到廣泛的應(yīng)用,并且在各種不同的測量中發(fā)揮著自己獨到的作用,成為家族中*的一員。
光纖與傳統(tǒng)的各類相比有一系列*的優(yōu)點:用光纖傳輸光信號,能量損失極??;靈敏度高;抗電磁干擾和原子輻射的;防噪聲、無電火花、無短路負(fù)載;光纖具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定及徑細、質(zhì)軟、重量輕的機械;電絕緣性好、無感應(yīng)的電氣;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué);防爆、光路有可撓性,以及便于與計算機聯(lián)接,便于與光纖傳輸系統(tǒng)組成遙測網(wǎng)絡(luò)等;還有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、耗電少等。它能夠在人達不到的地方(如高溫區(qū)),或者對人有害的地區(qū)(如核輻射區(qū)),起到人的耳目的作用,而且還能人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
光纖一般可分為兩大類:一類是功能型,是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件,所以又叫傳感型光纖;另一類是非功能型,利用其他敏感元件感受被測量的變化,光纖僅作為光的傳輸介質(zhì),傳輸來自遠處或難以接近場所的光信號,因此,也稱做傳光型或混合型。
根據(jù)對光進行調(diào)制的手段不同,光纖有強度(振幅)調(diào)制、相位調(diào)制、頻率調(diào)制、偏振調(diào)制、波長調(diào)制等不同工作原理的光纖。
光纖可以探測的物理量很多,按照被測對象的不同,光纖又可以分為聲場、電場、磁場、位移、壓力、溫度、流量、角速度、速度、加速度、振動、轉(zhuǎn)動、彎曲、應(yīng)變、電壓、電流、化學(xué)量、生物醫(yī)學(xué)量等各種光纖,還可以完成現(xiàn)有測量技術(shù)難以完成的測量任務(wù)。在狹小的空間里,在強電磁干擾和高電壓的環(huán)境里,光纖都顯示出了*的能力。目前光纖已經(jīng)有70多種,大致上分成光纖自身和利用光纖的。
5、電量:光纖電量;
6、磁學(xué)量;
7、聲學(xué)量;光纖聲就是一種利用光纖自身的。當(dāng)光纖受到一點很微小的外力作用時,就會產(chǎn)生微彎曲,而其傳光能力發(fā)生很大的變化。聲音是一種機械波,它對光纖的作用就是使光纖受力并產(chǎn)生彎曲,通過彎曲就能夠得到聲音的強弱。
8、化學(xué)量:光纖化學(xué);
利用化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光以及光敏器件與光導(dǎo)纖維技術(shù)制作,特別是光導(dǎo)纖維及以光導(dǎo)纖維為基礎(chǔ)的各種探針技術(shù),具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、抗電磁力強、體積小,可應(yīng)用于其他無法工作的惡劣環(huán)境等特點。
光纖化學(xué)可分為兩種基本類型:光導(dǎo)型和化學(xué)型。
光電檢測器件可采用光電倍增管(PMT)、PIN光電二極管(PIN-FET)、雪崩光電二極管、光電二極管等。
9、生物:光纖型酶;
10、仿生及機器人;
11、生態(tài)環(huán)境:光纖
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