内容发布更新时间 : 2024/12/26 13:04:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

9、多普勒效应光纤振动传感器

采用多普勒振动传感器可以对高频小振幅的振动进行有效测量。

应用多普勒效应传感器测量振动，只有当振动的方向与光的行进方向一致时，测量效果较好。对于振动方向与光行进方向垂直时的测量，还有待进一步研究。

第六章 光纤热工量传感器

1、光纤温度、流量传感器也分为传光型和传感型，其调制方式可以是强度调制、相位调制、频率调制、波长调制等。 2、传感型光纤温度传感器

3、半导体型光纤温度传感器

半导体晶体吸收型光纤温度传感器，把半导体晶体制成面积为1mm2、厚度0.2-0.5mm的薄片，在晶片的两侧固定上光纤，用不锈钢管保护。

GaAs(砷化镓)和CdTe(碲化镉)等半导体晶体，在波长为0.9um附近存在一个光谱吸收边，吸收边的波长具有随温度变化的性质。如果将吸收边的温度特性与光源的光谱特性进行

比较，根据所测得的光的吸收量可以测定温度。

在0－80℃范围内，测出的温度对数曲线大致上保持线性关系。

4、光纤高温传感器，是在一定的波长范围内，通过探测黑体腔发射的热辐射量来测量黑体腔所处温度场的温度。

光纤高温传感器由高温探头、高低温光纤耦合器、信号检测和处理系统等几部分组成。

辐射能量经高低温光纤耦合器后，由低温低损耗光纤传输到光电二极管，在光电二极管前用透射率大于50%的窄带滤光片(λm、λn)，再用PIN－FET组成的前置放大器和锁相放大电路进行信号检测。(为什么要用两个不同的波长滤光片？——比色温度计原理)

5、相位调制光纤干涉仪制成的温度传感器以马赫—珍德光纤干涉仪和法布里—珀罗光纤干涉仪最为典型。

第七章 光纤电磁量传感器

1、利用光纤测电磁量常用的物理效应：法拉第效应、磁致伸缩效应、电致光吸收效应、压电光弹效应。

光纤测量磁场可以采用：法拉第旋光技术、磁致伸缩技术。

光纤测量电场（电压）可以采用：电致光吸收技术、压电光弹技术。 2、光纤测量电流可以采用五种技术：

1）利用磁场对偏振态发生作用，通过检测偏振态的变化情况，就可得到产生磁场的电流大小。

2）采用金属被覆多模光纤，将其放在磁场中，并使其被覆层通以电流，电流与磁场相互作用引起光纤微弯，从而可检测出电流大小。

3）采用金属被覆单模光纤，使被测电流流过该光纤金属被覆层时产生电阻热效应，从而得到电流大小。

4）采用磁致伸缩材料被覆单模光纤，使其固定在一个通以被测电流的螺线管中心，通过测量磁场强度而算出电流大小。

5）把被测电流转变成电压，然后再利用电压测量的压电光弹技术得出电流的大小。 3、光纤测磁场的法拉第传感器有传感型和传光型两种。

外加总磁场强度H包括两部分，一部分是作偏置用的直流恒定磁场强度H0，H0的选定应使应变随磁场的变化率为最大，以使传感器工作在最灵敏的区域内；另一部分是待测的磁场强度H1。

4、光纤磁场传感器利用磁致伸缩材料被覆或粘合的光纤作为敏感元件，有三种结构形式： 心轴式、被覆式、带式。

第九章 光纤光栅

1、根据光纤光栅周期的长短及均匀性的不同，光纤光栅可分为：

?短周期光栅(Bragg Grating，也称光纤反射光栅、光纤布拉格光栅) ?长周期光栅(Long Period Grating，也称光纤透射光栅) ?啁啾光栅(Chirped Grating，又称为非周期光栅) 。 2、用掺杂光纤制作光栅的方法主要有内写入法和外写入法。

内写入技术是一个全息制作过程，它利用光在纤芯内传播时形成驻波所产生的双光子吸收的原理。

外写入技术则主要有相位掩模法、逐点写入法、干涉法、成栅技术等。

3、理论和测量结果都表明： 长周期光栅相比短周期光栅对温度较敏感，对应变的敏感性相反。

4、光纤布喇格光栅的解调原理

1）通过匹配光纤光栅法检测光纤光栅的反射波长；

2）利用“可调谐法布里-珀罗腔”方法检测光纤光栅的反射波长； 3）利用光谱仪进行反射波长的扫描；

4）利用线阵CCD来同时探测多个光纤光栅反射波长的移动。 5、匹配光纤光栅解调法

匹配光纤光栅检测信号的基本原理如下图所示，其中左图为传感光栅与解调光栅的配置，右图为两光栅的反射谱及检测到的信号。