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PROUCTS LIST
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器發(fā)展及運用詳情如下:
行業(yè)分析
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調制器,使待測參數與進(jìn)入調制區的光相互作用后,導致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強度、波長(cháng)、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,成為被調制的信號光,在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測器,經(jīng)解調后,獲得被測參數。
由于在傳統終端市場(chǎng)的應用可能性擴大以及新應用領(lǐng)域的新興機會(huì )所推動(dòng),2013年德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器市場(chǎng)規模為18.9億美元。預計,到2020年,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器市場(chǎng)預計達35億美元(約合人民幣217.2億元)。
傳統終端市場(chǎng)包括航空航天、國防、石油天然氣開(kāi)采、基礎設施發(fā)展和電信行業(yè)。傳統終端市場(chǎng)的發(fā)展將繼續推進(jìn)德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器市場(chǎng)的增長(cháng)。通信行業(yè)從3G到4G網(wǎng)絡(luò )的持續過(guò)渡、關(guān)注智能結構的增長(cháng)、基礎設施建設的新興增長(cháng)、石油天然氣領(lǐng)域的發(fā)展都為市場(chǎng)增長(cháng)提供了重要機遇。
尤其是在新興市場(chǎng)中,如和印度,增長(cháng)的活動(dòng)、上升的汽車(chē)需求、穩定的基礎設施建設活動(dòng)以及國防支出的增加,都成為德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器行業(yè)發(fā)展的驅動(dòng)因素。
組成結構
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)的三種基本構成
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)有三種基本構成,其中個(gè)叫單點(diǎn)式傳感器。根光纖在這里僅僅起到傳輸的作用,另外種叫多點(diǎn)式傳感器,在這里根光纖把很多傳感器串起來(lái),這樣很多傳感器可以共用光源實(shí)現網(wǎng)絡(luò )性監測。再有就是智能德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。
多點(diǎn)式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,從外表看就是節光柵,通過(guò)紫外線(xiàn)照射發(fā)現有周期性的間隔。當有光纖入射的時(shí)候,如果光纖的波長(cháng)正等于間隔的兩倍,那么這個(gè)光波將會(huì )受到強烈的反射,而如果光纖受到溫度變化或者應變等等,這個(gè)反射波長(cháng)將會(huì )發(fā)生變化,這種傳感器在根光纖上可以做很多個(gè),把它連接起來(lái)就可以用于各種各樣的傳感應用。
因為光纖是軟的,它可以?xún)删S、三維,所以橫軸是空間的位置,縱軸是測量對象。這樣個(gè)傳感網(wǎng)了什么問(wèn)題呢?它了在什么位置上發(fā)生了什么事情,那個(gè)事情有多少個(gè)強度的問(wèn)題,也就是提供了兩維的信息。這就是智能德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器所需要的問(wèn)題,它有非常突出的特點(diǎn)要求,包括體積小、強度高、穩定性,可植入材料中??闺姶鸥蓴_、耐環(huán)境。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器已經(jīng)成功應用于飛機結構監測。我們看到A-380和波音787,它們的特點(diǎn)是超過(guò)半數量是碳纖維,比如說(shuō)碳纖維符合樹(shù)脂有幾種缺失,個(gè)是層與層之間的剝離,由于這種材料比,所以很難像鋁合金材料那樣實(shí)行碳酸檢測,所以研究人員現在開(kāi)始研究把德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器埋到復合材料當中去,由于這種材料層大概125微米的厚度,所以這種德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器必須是特別細小的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,大概直徑在50個(gè)微米左右。
我們說(shuō)德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)可以成為安全安心社會(huì )的神經(jīng)網(wǎng)。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)可以用語(yǔ)光纖通訊網(wǎng)的診斷技術(shù)。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器網(wǎng)在安防方面已經(jīng)有很多的應用,有很多企業(yè)在這方面開(kāi)展了卓有成效的工作。
發(fā)展前景
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器發(fā)展現狀
市場(chǎng)上,應用為廣泛的光纖傳感技術(shù)當屬布拉格光纖光柵和基于光時(shí)域反射的分布式傳感器,這種技術(shù)基本上可以滿(mǎn)足中端市場(chǎng)的需求。而現在光譜線(xiàn)寬窄至2kHz的單頻光纖激光器及其引申出來(lái)的代光傳感技術(shù),這與傳統的光纖傳感有很大的區別,它可以進(jìn)行超遠距離的傳輸,精度和敏感度能達到高的要求,這在市場(chǎng)上需求很大,21世紀初,該項技術(shù)在尚處于立項和預研階段。市場(chǎng)上德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器應用主要在以下四種:光纖陀螺、光纖光柵傳感器、光纖電流傳感器和光纖水聽(tīng)器。下面對這四種分別介紹下。
、光纖陀螺。 光纖陀螺按原理可分為干涉型、諧振型和布里淵型,這是三代光纖陀螺的代表。代干涉型光纖陀螺,21實(shí)際初期,該項技術(shù)就已經(jīng)成熟,適合進(jìn)行批量生產(chǎn)和品化;二代諧振型光纖陀螺,暫時(shí)還處于實(shí)驗室研究向實(shí)用化推進(jìn)的發(fā)展階段;三代布里淵型,它還處于理論研究階段。光纖陀螺結構根據所采用的光學(xué)元件有三種實(shí)現方法:小型分立元件系統、全光纖系統和集成光學(xué)元件系統。21世紀初期,分立光學(xué)元件技術(shù)已經(jīng)基本退出,全光纖系統用在開(kāi)環(huán)精度、成本的光纖陀螺中,集成光學(xué)器件陀螺由于其工藝簡(jiǎn)單、體重復性、成本,所以在高精度光纖陀螺很受歡迎,是其主要實(shí)現方法。
二、光纖光柵傳感器。 目前外傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之光纖布拉格光柵傳感器。傳統德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器基本上可分為兩種類(lèi)型:光強型和干涉型。光強型傳感器的缺點(diǎn)在于光源不穩定,而且光纖損耗和探測器容易老化;干涉型傳感器由于要求兩路干涉光的光強同等,所以 需要固定參考點(diǎn)而導致應用不方便。21世紀初期開(kāi)發(fā)的以光纖布拉格光柵為主的光纖光柵傳感器可以避免出現上面兩種情況,其傳感信號為波長(cháng)調制、復用能力強。在建筑健康檢測、沖擊檢測、形狀控制和振動(dòng)阻尼檢測等應用中,光纖光柵傳感器是理想的靈敏元件。光纖光柵傳感器在地球動(dòng)力學(xué)、航天器、電力工業(yè)和化學(xué)傳感中有廣泛的應用。
三、光纖電流傳感器。電力工業(yè)的迅猛發(fā)展帶動(dòng)電力傳輸系統容量不斷增加,運行電壓等級也越來(lái)越高,電流也越來(lái)越大,這樣測量起來(lái)就非常困難,這就顯現出光纖電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)了。在電力系統中,傳統的用來(lái)測量電流的傳感器是以電磁感應為基礎,這就存在以下缺點(diǎn):它容易爆炸以至引起災難性事故;大故障電流會(huì )造成鐵芯磁飽和;鐵芯發(fā)生共振效應;頻率響應慢;測量精度;信號易受干擾;體積重量大、格昂貴等等,已經(jīng)很難滿(mǎn)足新代數字電力網(wǎng)的發(fā)展需要。這個(gè)時(shí)候光纖電流傳感器應運而生。
四、光纖水聽(tīng)器。 光纖水聽(tīng)器主要用來(lái)測量水下聲信號,它通過(guò)高靈敏度的光纖相干檢測,將水聲信號轉換為光信號,并通過(guò)光纖傳至信號系統進(jìn)行識別。與傳統水聽(tīng)器相比,光纖水聽(tīng)器靈敏度高、響應帶寬寬、不受電磁干擾等特點(diǎn),廣泛用于軍事和石油勘探、環(huán)境檢測等領(lǐng)域,很大的發(fā)展潛力。光纖水聽(tīng)器按原理可分為干涉型、強度型、光柵型等。干涉型光纖水聽(tīng)器關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成熟,在部分領(lǐng)域形成;光纖光柵水聽(tīng)器則是當前研究的熱點(diǎn),研究的關(guān)鍵技術(shù)涉及光源、光纖器件、探頭技術(shù)、抗偏振衰落技術(shù)、抗相位衰落技術(shù)、信號技術(shù)、多路復用技術(shù)以及工程技術(shù)等。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器技術(shù)是建立在光纖、光通信和光電子技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的,電磁干擾和腐蝕作用對它的影響很小,還能適應各種惡劣的氣象環(huán)境,不要額外的電源進(jìn)行供電,就可以長(cháng)距離的進(jìn)行傳輸,已成為傳感器行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
傳感器直朝著(zhù)靈敏、、適應性強、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這過(guò)程中,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍卻是倍受青睞。
光纖很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁干擾和原子輻射的性能。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器應用于對磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉矩、光聲、電流和應變等物理量的測量。其應用范圍十分廣泛。因此我們可以說(shuō)德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器很大的市場(chǎng)需求,不說(shuō)長(cháng)久,至少在未來(lái)5年,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器將會(huì )有廣闊的發(fā)展前景。
光纖傳感技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展,滿(mǎn)足了各類(lèi)控制裝置及系統對信息的獲取與傳輸提出的高要求,使得各領(lǐng)域的自動(dòng)化程度越來(lái)越高,作為系統信息獲取與傳輸核心器件的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的研究非常重要。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是:(1)多用途。即種德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器不僅只針對種物理量,要能夠對多種物理量進(jìn)行同時(shí)測量。(2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度,降其成本,設計復雜的傳感器網(wǎng)絡(luò )工程。注意分布式傳感器的參數,即壓力、溫度,特別是化學(xué)參數(碳氫化合物、些污染物、濕度、PH值等)對光纖的影響。(3)新型傳感材料、傳感技術(shù)等的開(kāi)發(fā)。(4)在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)成本傳感器(支架、連接、安裝)的開(kāi)發(fā)和應用。(5)光纖連接器及與其它微技術(shù)結合的微光學(xué)技術(shù)。
光纖傳感運用主要分為五大方向:
(1)石油和天然氣——油藏監測井下的P/T傳感、地震陣列、能源工業(yè)、發(fā)電廠(chǎng)、鍋爐及蒸汽渦輪機、電力電纜、渦輪機運輸、煉油廠(chǎng);
(2)航空航天——噴氣發(fā)動(dòng)機、火箭推進(jìn)系統、機身;
(3)民用基礎建設——橋梁、大壩、道路、隧道、滑坡;
(4)交通運輸——鐵路監控、運動(dòng)中的重量、運輸安全;
(5)生物醫學(xué)——醫用溫度壓力、顱內壓測量、微創(chuàng )手術(shù)、次性探頭。
原理
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調制器,使待測參數與進(jìn)入調制區的光相互作用后,導致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強度、波長(cháng)、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,稱(chēng)為被調制的信號光,再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量。
1.光纖的結構
2.光纖的傳光原理
3.德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器工作原理
(1)功能型——利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成
(2)傳光型——光纖僅僅起傳輸光的作用,它在光纖端面或中間加裝其它敏感元件感受被測量的變化。[2]
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的測量原理有兩種。
(1)物性型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器原理,物性型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是利用光纖對環(huán)境變化的敏感性,將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應,即光纖在外界環(huán)境因素,如溫度、壓力、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等等改變時(shí),其傳光特性,如相位與光強,會(huì )發(fā)生變化的現象。
因此,如果能測出通過(guò)光纖的光相位、光強變化,就可以知道被測物理量的變化。這類(lèi)傳感器又被稱(chēng)為敏感元件型或功能型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。激光器的點(diǎn)光源光束擴散為平行波,經(jīng)分光器分為兩路,為基準光路,另為測量光路。外界參數(溫度、壓力、振動(dòng)等)引起光纖長(cháng)度的變化和相位的光相位變化,從而產(chǎn)生不同數量的干涉條紋,對它的模向移動(dòng)進(jìn)行計數,就可測量溫度或壓等。
(2)結構型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器原理,結構型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是由光檢測元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測量電路所組成的測量系統。其中光纖僅作為光的傳播媒質(zhì),所以又稱(chēng)為傳光型或非功能型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。
性能
光纖很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁和原子輻射干擾的性能,徑細、質(zhì)軟、重量輕的機械性能;絕緣、無(wú)感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等,它能夠在人達不到的地方,或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
特點(diǎn)
、靈敏度較高;
二、幾何形狀多方面的適應性,可以制成任意形狀的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器;
三、可以傳感各種不同物理信息(聲、磁、溫度、旋轉等)的器件;
四、可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境;
五、而且與光纖遙測技術(shù)的內在相容性。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)是與傳統的各類(lèi)傳感器相比,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器用光作為敏感信息的載體,用光纖作為傳遞敏感信息的媒質(zhì),光纖及光學(xué)測量的特點(diǎn),有系列特的優(yōu)點(diǎn)。電絕緣性能,抗電磁干擾能力強,非侵入性,高靈敏度,容易實(shí)現對被測信號的遠距離監控,耐腐蝕,防爆,光路有可撓曲性,便于與計算機聯(lián)接。
傳感器朝著(zhù)靈敏、、適應性強、小巧和智能化的方向發(fā)展,它能夠在人達不到的地方(如高溫區或者對人有害的地區,如核輻射區),起到人的耳目作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
概述
傳感器在朝著(zhù)靈敏、、適應性強、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這過(guò)程中,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖很多優(yōu)異的性能,例如:抗電磁和原子輻射干擾的性能,徑細、質(zhì)軟、重量輕的機械性能;絕緣、無(wú)感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等,它能夠在人達不到的地方(如高溫區),或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器發(fā)展及運用
特點(diǎn)
1因反射體中使用了棱鏡,所以與通用的反射型光控傳感器器相比,其檢測性能高、
2 與分離式光控傳感器相比,電路連接簡(jiǎn)單容易。
3 子母扣嵌入式的設計,安裝為簡(jiǎn)單
用途
1用于、網(wǎng)絡(luò )寬帶等數字型號傳輸。
2用于自動(dòng)售貨機、金融終端有關(guān)的設備、點(diǎn)鈔機的紙幣、卡、硬幣、存折等的通過(guò)情況
3用于自動(dòng)化設備上定位、計數、識別。
應用
絕緣于污穢、磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉矩、光聲、電流,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器可用于位移、震動(dòng)、轉動(dòng)、壓力、彎曲、應變、速度、加速度、電流、磁場(chǎng)、電壓、濕度、溫度、聲場(chǎng)、流量、濃度、PH值和應變等物理量的測量。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的應用范圍很廣,幾乎涉及國民經(jīng)濟和國防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活,尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用,了許多行業(yè)多年來(lái)直存在的技術(shù)難題,很大的市場(chǎng)需求。主要表現在以下幾個(gè)方面的應用:
城市建設中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應用。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器可預埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種復合材料中,用于測試應力松弛、施工應力和動(dòng)荷載應力,從而評估橋梁短期施工階段和長(cháng)期營(yíng)運狀態(tài)的結構性能。
在電力系統,需要測定溫度、電流等參數,如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉子內的溫度檢測等,由于電類(lèi)傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾,無(wú)法在這類(lèi)場(chǎng)合中使用,只能用德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來(lái)的種用于實(shí)時(shí)測量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù),分布式光纖溫度傳感系統不僅普遍德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn),還對光纖沿線(xiàn)各點(diǎn)的溫度的分布傳感能力,利用這種特點(diǎn)我們可以連續實(shí)時(shí)測量光纖沿線(xiàn)幾公里內各點(diǎn)溫度,定位精度可達米的量級,測量精度可達1度的,非常適用大范圍交點(diǎn)測溫的應用場(chǎng)合。
此外,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器還可以應用于鐵路監控、火箭推進(jìn)系統以及油井檢測等方面。
光纖同時(shí)具備寬帶、大容量、遠距離傳輸和可實(shí)現多參數、分布式、能耗傳感的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)。光纖傳感可以不斷汲取光纖通信的新技術(shù)、新器件,各種德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器有望在物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應用。
案例
應用于土木工程領(lǐng)域
隨著(zhù)德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展,在土木工程領(lǐng)域德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器得到了廣泛的應用,用來(lái)測量混凝土結構變形及內部應力,檢測大型結構、橋梁健康狀況等,其中主要的都是將德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器作為種新型的應變傳感器使用。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器可以黏貼在結構物表面用于測量,同時(shí)也可以通過(guò)預埋實(shí)現結構物內部物理量的測量。利用預先埋入的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,可以對混凝土結構內部損傷過(guò)程中內部應變的測量,再根據荷載-應變關(guān)系曲線(xiàn)斜率,可確定結構內部損傷的形成和擴展方式。通過(guò)混凝土實(shí)驗表明,光纖測試的載荷-應變曲線(xiàn)比應變片測試的線(xiàn)性度高。
應用于檢測技術(shù)
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器在航天(飛機及航天器各部位壓力測量、溫度測量、陀螺等)、航海(聲納等)、石油開(kāi)采(液面高度、流量測量、二相流中空隙度的測量)、電力傳輸(高壓輸電網(wǎng)的電流測量、電壓測量)、核工業(yè)(放射劑量測量、原子能發(fā)電站泄露劑量監測)、醫療(血液流速測量、血壓及心音測量)、科學(xué)研究(地球自轉)等眾多領(lǐng)域都得到了廣泛應用。
應用于石油工業(yè)
在石油測井技術(shù)中,可以利用德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器實(shí)現井下石油流量、溫度、壓力和含水率等物理量的測量。較成熟的應用是采用非本征光纖F—P腔傳感器測量井下的壓力和溫度。非本征光纖F-P腔傳感器利用光的多光束干涉原理,當被測的溫度或者壓力發(fā)生變化時(shí)干涉條紋改變,光纖F—P腔的腔長(cháng)也隨之發(fā)生變化,通過(guò)計算腔長(cháng)的變化實(shí)現溫度和壓力的測量。
應用于溫度測量
光纖傳感技術(shù)是伴隨光通信的迅速發(fā)展而形成的新技術(shù)。在光通信系統中,光纖是光波信號長(cháng)距離傳輸的媒質(zhì)。當光波在光纖中傳輸時(shí),表征光波的相位、頻率、振幅、偏振態(tài)等特征參量,會(huì )因溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)等外界因素的作用而發(fā)生變化,故可以將光纖用作傳感器元件,探測導致光波信號變化的各種物理量的大小,這就是德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。利用外界因素引起光纖相位變化來(lái)探測物理量的裝置,稱(chēng)為相位調制傳感型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,其他還有振幅調制傳感型、偏振態(tài)調制型、傳光型等各種德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。
應用于測量金屬絲楊氏模量
采用傳感器測量?jì)x代替光杠桿鏡尺組組成新的楊氏模量測量系統,不僅操作簡(jiǎn)短,而且提高了測量結果的度和準確度。金屬絲傳統的拉伸法的基本原理是將金屬絲受到砍碼的作用力后的微小伸長(cháng)形變量通過(guò)鏡尺組的光路轉換而將之放大若干倍數,從而得到微小伸長(cháng),再通過(guò)計算得到楊氏模量值。
而自從有的傳感器,我們把德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器測量新方法和上述方法對比,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的測量在靈敏度、度及準確度上都有提高。紅外光測距系統測量的基本原理為采用紅外光德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器直接測量微小位移,紅外光德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器對于3mm以?xún)鹊奈⑿【嚯x測量的線(xiàn)性度是非常高的。系統由傳感器測量?jì)x與反射式光纖位移傳感器組成.
反射式光纖位移傳感器的工作原理是采用兩束多模光纖,端合并組成光纖探頭,另端分為兩束,分別作為接收光纖和光源光纖。當光發(fā)射器發(fā)生的紅外光,經(jīng)光源光纖照射至反射體,被反射的光經(jīng)接收光纖,傳至光電轉換元件將接收到的光信號轉換為電信號。其輸出的光強與反射體距光纖探頭的距離之間存在定的函數關(guān)系,所以可通過(guò)對光強的檢測得到位移量。在楊氏模量?jì)x的金屬絲處的圓柱體上利用磁鐵固定鍍鎳反射金屬片,使其能隨鋼絲伸長(cháng)而移動(dòng)。在支架臺上固定紅外傳感器,而后在傳感器測量?jì)x上通過(guò)改變位移將實(shí)驗得到的電勢差值,通過(guò)多次測試,既轉動(dòng)傳感器測量?jì)x自帶的螟旋測微儀,也即改變探頭與金屬片的距離和位置,當出現實(shí)驗記錄的鋼絲仲長(cháng)所對應的電勢差值時(shí),記錄此時(shí)的螺旋測微儀讀數。測試表明采用紅外光測距此方法操作簡(jiǎn)單。只需將探頭和反射片安裝后就可以直接開(kāi)始在托盤(pán)上加法碼實(shí)際測量了,側量的結果是明顯優(yōu)于傳統測試。
分類(lèi)
根據光受被測對象的調制形式可以分為:強度調制型、偏振態(tài)制型、相位制型、頻率制型;
根據光是否發(fā)生干涉可分為:干涉型和非干涉型;
根據是否能夠隨距離的增加連續地監測被測量可分為:分布式和點(diǎn)分式;
根據光纖在傳感器中的作用可以分為:類(lèi)是功能型(Functional Fiber,縮寫(xiě)為FF)傳感器,又稱(chēng)為傳感型傳感器; 另類(lèi)是非功能型(Non Functional Fiber縮寫(xiě)為NFF),又稱(chēng)為傳光型傳感器。
功能型傳感器
功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件, 被測量對光纖內傳輸的光進(jìn)行調制, 使傳輸的光的強度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化, 再通過(guò)對被調制過(guò)的信號進(jìn)行解調, 從而得出被測信號。
光纖在其中不僅是導光媒質(zhì),而且也是敏感元件,光在光纖內受被測量調制,多采用多模光纖。
優(yōu)點(diǎn):結構緊湊、靈敏度高。
缺點(diǎn):須用特殊光纖,成本高,
典型例子:光纖陀螺、光纖水聽(tīng)器等
非功能型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器
非功能型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化, 光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì),常采用單模光纖。
光纖在其中僅起導光作用,光照在光纖型敏感元件上受被測量調制。
優(yōu)點(diǎn):光纖即可用于電氣隔離,有用于數據傳輸,且光纖傳輸的信號不受電磁干擾的影響。
實(shí)用化的大都是非功能型的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器。AnyWay的變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器、變頻功率傳感器(種電壓、電流組合式傳感器)就屬于非功能型的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,在復雜電磁環(huán)境下的電量測量中,有其到的。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是近幾年出現的新技術(shù),可以用來(lái)測量多種物理量,比如聲場(chǎng)、電場(chǎng)、壓力、溫度、角速度、加速度等,還可以完成現有測量技術(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,德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器都顯示出了特的能力。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器有70多種,大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器。
所謂光纖自身的傳感器,就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂的長(cháng)度、折射率、直徑的變化,從而使得光纖內傳輸的光在振幅、相位、頻率、偏振等方面發(fā)生變化。測量臂傳輸的光與參考臂的參考光互相干涉(比較),使輸出的光的相位(或振幅)發(fā)生變化,根據這個(gè)變化就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸的相位受外界影響的靈敏度很高,利用干涉技術(shù)能夠檢測出10的負4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和損耗,能夠將很長(cháng)的光纖盤(pán)成直徑很小的光纖圈,以增加利用長(cháng)度,獲得高的靈敏度。
光纖布拉格光柵傳感器
光纖布拉格光柵傳感器(FBS)是種使用頻率,范圍廣的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,這種傳感器能根據環(huán)境溫度以及/或者應變的變化來(lái)改變其反射的光波的波長(cháng)。光纖布拉格光柵是通過(guò)全息干涉法或者相位掩膜法來(lái)將小段光敏感的光纖暴露在個(gè)光強周期分布的光波下面。這樣光纖的光折射率就會(huì )根據其被照射的光波強度而改變。這種方法造成的光折射率的周期性變化就叫做光纖布拉格光柵。
當束廣譜的光束被傳播到光纖布拉格光柵的時(shí)候,光折射率被改變以后的每小段光纖就只會(huì )反射種特定波長(cháng)的光波,這個(gè)波長(cháng)稱(chēng)為布拉格波長(cháng),這種特性就使光纖布拉格光柵只反射種特定波長(cháng)的光波,而其它波長(cháng)的光波都會(huì )被傳播。
按光纖在德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器中的作用可分為傳感型和傳光型兩種類(lèi)型。
傳感型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的光纖不僅起傳遞光作用,同時(shí)又是光電敏感元件。由于外界環(huán)境對光纖自身的影響,待測量的物理量通過(guò)光纖作用于傳感器上,使光波導的屬性(光強、相位、偏振態(tài)、波長(cháng)等)被調制。傳感器型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器又分為光強調制型、相位調制型、振態(tài)調制型和波長(cháng)調制型等。
傳光型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器
傳光型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器是將經(jīng)過(guò)被測對象所調制的光信號輸入光纖后,通過(guò)在輸出端進(jìn)行光信號而進(jìn)行測量的,這類(lèi)傳感器帶有另外的感光元件對待測物理量敏感,光纖僅作為傳光元件,必須附加能夠對光纖所傳遞的光進(jìn)行調制的敏感元件才能組成傳感元件。德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器根據其測量范圍還可分為點(diǎn)式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器、積分式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器、分布式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器三種。其中,分布式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器被用來(lái)檢測大型結構的應變分布,可以快速無(wú)損測量結構的位移、內部或表面應力等重要參數。用于土木工程中的德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器類(lèi)型主要有Math-Zender干涉型德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,Fabry-pero腔式德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器,光纖布喇格光柵傳感器等。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的輕巧性、耐用性和長(cháng)期穩定性,使其能夠方便的應用于建筑鋼結構和混凝土等各種建筑材料的內部應力、應變檢測。實(shí)現的建筑結構的健康檢測。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的另外個(gè)大類(lèi)是利用光纖的傳感器。其結構大致如下:傳感器位于光纖端部,光纖只是光的傳輸線(xiàn),將被測量的物理量變換成為光的振幅,相位或者振幅的變化。在這種傳感器系統中,傳統的傳感器和光纖相結合。光纖的導入使得實(shí)現探針化的遙測提供了可能性。這種光纖傳輸的傳感器適用范圍廣,使用簡(jiǎn)便,但是精度比類(lèi)傳感器稍。
光纖在傳感器家族中是*,它憑借著(zhù)光纖的優(yōu)異性能而得到廣泛的應用,是在生產(chǎn)實(shí)踐中值得注意的種傳感器。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器憑借著(zhù)其的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為傳感器家族的*,并且在各種不同的測量中發(fā)揮著(zhù)自己到的作用,成為傳感器家族中*的員。
環(huán)境分析
隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化應用環(huán)境的不斷發(fā)展,儀器儀表行業(yè)日新月異,當前儀器儀表行業(yè)面臨新的發(fā)展,這行業(yè)的十二五規劃(草案),也根據新時(shí)期的要求,提出了重點(diǎn)發(fā)展的若干關(guān)鍵技術(shù),這對行業(yè)未來(lái)發(fā)展無(wú)疑有著(zhù)重要的指導意義。
新型傳感器技術(shù)包括固態(tài)硅傳感器技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、生物芯片技術(shù)、基因芯片技術(shù)、圖像傳感器技術(shù)、全固態(tài)慣性傳感器技術(shù)等。“十二五”將以智能傳感器作為重點(diǎn),進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。在光纖傳感領(lǐng)域,重點(diǎn)發(fā)展新原理、新效應的傳感技術(shù),傳感器智能技術(shù),傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù),微型化和功耗技術(shù)以及傳感器陣列及多功能多參數設計、和封裝技術(shù)。
目前有數百個(gè)單位在這領(lǐng)域開(kāi)展工作,如清華大學(xué)、復旦大學(xué)、天津大學(xué)、重慶大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等,他們在光纖溫度傳感器、壓力計、流量計、液位計、電流計等領(lǐng)域進(jìn)行了研究。此外,在武漢、、廣東、深圳等地,還建立了許多光纖無(wú)源器件生產(chǎn),市場(chǎng)規模達到1200億元以上。
德國赫斯曼HIRSCHMANN光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光信號經(jīng)過(guò)光纖送入調制器,使待測參數與進(jìn)入調制區的光相互作用后,導致光的光學(xué)性質(zhì)(如光的強度、波長(cháng)、頻率、相位、偏振態(tài)等)發(fā)生變化,成為被調制的信號源,在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測器,經(jīng)解調后,獲得被測參數。