御风天下 发表于 2018-3-19 15:39:40

浅谈光纤压力传感器在应用领域的作用

称重领域是光纤压力传感器应用的一个方向,目前主要集中于动态称重方面的研究。动态称重指在汽车运动状态下称出其质量,利用光纤压力传感器进行称重已成为目前动态称重研究的重点。 应用:光纤压力传感器包括强度调制型、相位调制型及波长调制型。
当光纤弯曲时,在光纤中传输的导行模会在弯曲点变为辐射模,损耗掉部分光功率,光功率的损耗值与待测压力具有一定关系,通过测量光功率可得到待测压力。 工作原理:采用传感光纤与一根横截面为圆形的均匀细线绞合的办法使光纤产生一个预弯曲,在光纤受力时,曲率会发生变化,从而使光纤的损耗值也发生变化,其结构如图所示,该力一案可通过OTDR技术或正向光功率测量技术测量光纤弯曲损耗。 工作原理:通过干涉测量技术,相位调制型光纤压力传感器测量光纤内传播的光波相位在压力作用下发生的变化。该技术用在称重领域通过测量压力后转换为质量。压力(应力)是光纤光栅传感器的主要检测量之一,压力(应力)的变化可被光纤光栅传感器直接感知。而压力(应力)在不同场合表示不同的物理量,煤矿中很多和压力(应力)有关的参数都可由光纤光栅传感器感知测量。 应用:矿用光纤称重传感器、矿用光纤液压传感器等。压力传感器有三种不同的类型:1、量规型;2、尽对型和3、差分型。在量规型传感器的情况下,P0即是四周压力或大气压。量规型传感器有a)一个通气孔,它使空腔处于四周压力下或b)一个密封成大气压的空腔;在尽对型压力传感器的情形下,P0 = 0,工厂生产时其空腔在真空状态下密封;而在差分型传感器的情形下, P0即是任意的压力。这种类型的传感器有一个通气孔接头,用于维持空腔内给定的压力。光纤压力传感器的工作原理类似于光纤位移传感器。光源发出的光出发剔光纤传输并投射到膜片的内表面上,然后反射,再由接收光纤接收并传回光敏元件,使股最的位置发生变化,从而输出的信号随之发生变化。与光纤位移传感器本向之处世,腆丹位置的微小变化是膜片在压力的作用下所产生的挠曲而引起的,而且光通量是膜斤的形状以及探头到膜片的平均距离的函数。
著名传感器线上商城工采网ISweek 从加拿大进口了三款顶尖级的光纤压力传感器,分别是是专为医疗领域涉及的超小体积,可以达到125微米,高精度的光纤压力传感器- FOP-125,主要用在可能出现高温的场合,如航空和国防。除此之外,此款传感器也是恶劣和危险环境下一般工业应用的光纤压力传感器- FOP-M,以及最后专为医疗领域涉及的小体积,高精度的传感器。完全抗电磁干扰且对人体完全本质安全的颅内压、肺部压力、动脉血压光纤压力传感器- FOP-M260。光纤压力传感器 - FOP-M是专门为宇航和国防的高温领域而设计。FOP-M可以承受150℃ (302°F)的高温。与大多数的传统压力传感器设计不同,FOP-M采用独特的硅晶体振动膜的偏转设计。FOP-M是苛刻环境压力测量最好的选择。传感器完全不受电磁和射频干扰,内在可靠性适用于危险和高温环境。
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