光纤测振、测声和测温原理:声测

光纤传感技术利用光信号的变化来检测外界物理量的变化,具有抗电磁干扰、高灵敏度等特点声测

一、光纤测振原理

通过检测光纤受振动引起的形变或光信号变化,实现振动测量声测

1. 干涉型光纤振动传感

原理:利用迈克尔逊或马赫-曾德尔干涉仪,振动导致光纤长度或折射率变化,引起光程差,干涉条纹移动声测。通过解调相位变化可还原振动信号。

特点:高灵敏度,适合微小振动检测(如桥梁健康监测)声测

2. 光纤光栅(FBG)振动传感

原理:振动使FBG发生应变,导致布拉格波长偏移声测。通过监测波长变化量推算振动幅度和频率。

特点:抗干扰强,可多点复用(如机械设备振动监测)声测

3. 分布式光纤振动传感(DVS)

原理:基于瑞利散射或相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)声测。激光脉冲在光纤中传播,振动引起局部散射光相位变化,通过时延定位振动位置。

特点:长距离、实时监测(如输油管道安全预警)声测

二、光纤测声原理

将声波引起的压力或振动转化为光信号变化,实现声学传感声测

1. 干涉型光纤声传感

原理:声波使光纤发生周期性形变,改变光相位声测。通过干涉仪检测相位调制,解调出声波信号。

应用:水下声呐、地震波探测声测

2. 光纤麦克风

原理:声压作用于光纤或薄膜结构,引起光强或波长变化(如Fabry-Pérot腔)声测。常用于高精度声学检测。

3. 分布式声学传感(DAS)

原理:利用Φ-OTDR技术,声波导致光纤局部瑞利散射光相位变化声测。通过高速采集系统解析声波频率和位置。

应用:油气勘探、周界安防声测

三、光纤测温原理

通过温度对光信号特性的影响实现温度测量声测

1. 光纤光栅(FBG)测温

原理:温度变化引起FBG周期或折射率改变,导致布拉格波长偏移声测。通过解调波长实现测温(需补偿应变影响)。

应用:电力设备、火灾报警声测

2. 拉曼散射分布式测温(DTS)

原理:激光脉冲在光纤中产生拉曼散射(斯托克斯和反斯托克斯光)声测。反斯托克斯光强度与温度相关,通过两者比值计算温度分布。

特点:长距离连续测温(如电缆隧道监测)声测

3. 荧光光纤测温

原理:某些材料(如掺铒光纤)受激后发射荧光,其寿命或强度随温度变化声测。通过检测荧光特性实现点式测温。

应用:医疗、高温环境监测声测

四、总结

共同点:利用光信号(相位、波长、强度)受外界物理量调制,通过解调技术还原被测参数声测

优势:抗电磁干扰、耐腐蚀、适合复杂环境,支持分布式监测声测

应用场景:工业安全、能源设施、环境监测及国防等领域声测

通过不同调制机制,光纤传感技术实现了对振动、声音和温度的高精度、实时监测声测

科学技术的发展离不开科研仪器的进步声测。凯视迈(KathMatic)自2014年创建以来,一直“致力于高精尖光学测量技术”,已成为集“研发、制造、销售”为一体的国产高端光学精密测量仪器新力量。推出了KC系列多功能精密测量显微镜、KS系列超景深3D数码显微镜以及KV系列激光多普勒测振系统,取得了良好的市场成绩。详情欢迎留言咨询!

本站内容来自用户投稿,如果侵犯了您的权利,请与我们联系删除。联系邮箱:835971066@qq.com

本文链接:http://scg10.com/post/112.html