基于光纤传感的内螺纹参数非接触测量

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陕西省教育厅自然科学基金资助项目(项目编号:05J K 214)收稿日期:2007年5月

基于光纤传感的内螺纹参数非接触测量3

高　芬　冯　斌　安　莹

西安工业大学

摘　要:针对传统内螺纹参数接触测量方法的不足,提出采用光纤位移传感的方法实现内螺纹参数的非接触测量。介绍了反射式强度调制型光纤位移传感器的工作原理,讨论了基于光纤传感的内螺纹参数非接触测量方法的检测原理;对光纤传感探头的设计进行了理论分析,并通过实验验证了光纤探头采用双层接收光纤结构的合理性。

关键词:内螺纹,　非接触测量,　光纤位移传感器

N on 2contract Measurement for I nternal Thread B ased on Theory of Fiber 2optic Sensor

G ao Fen Feng Bin An Y ing

Abstract :T o s olve the disadvantage of traditional contract measurement method for internal thread ,a non 2contract measuring method based on the theory of fiber 2optic sens or was introduced.The w orking principle of reflective type intensity m odulate fiber 2optic displacement sens or was described in brief and the measuring principle of internal thread was discussed in detail.A theoreti 2cal analysis of the measuring fiber 2optic probe was given and the rationality of its double deck structure of

receiving fiber 2optic was validated with experiments.

K eyw ords :internal thread ,　non 2contract measurement ,　fiber 2optic displacement sens or

1　引言

螺纹主要用于紧固连接和传递运动和动力,在

制造业中应用广泛。随着对紧固件强度要求的提高、装配作业自动化程度的提升,使得对用在重要装置和重要部位的螺纹的要求也越来越高,因此,螺纹参数检测的重要性越来越显现出来。

由于内螺纹的内部形状复杂,测量时受内部空间的限制,对测量头的结构大小要求严格,同时需要系统有较高的对中定位精度,因而检测比较困难。长期以来,我国制造业中主要采用螺纹塞规、阿贝式测长仪、内螺纹中径千分尺等接触式测量方法[1]测量内螺纹参数。虽然自上世纪90年代以来,已对上述测量方法进行了多方面的改进[2～4],提高了测量精度,扩大了测量范围,但这些方法都是手工进行的接触式测量,存在许多固有缺点,如:检测效率低,满足不了在线检测的要求;测量力会引起工件的变形(划伤);测头易受电磁干扰且抗化学腐蚀性较差;此外,零件上的灰尘和污物还会附着在测头上给测量带入误差。相比之下,非接触测量更具优越性。目前国内外对于内螺纹参数非接触测量方面的研究很少[5～8],因此开展对内螺纹参数非接触测量的研究具有重要的现实意义。

本文介绍一种基于光纤位移传感器的内螺纹参

数非接触测量方法。通过对以激光为光源、利用强度调制型光纤位移传感器实现内螺纹参数非接触测量原理的分析,对光纤传感探头进行了研究,对光斑大小、光纤排布等因素进行了探讨,并通过实验验证了光纤探头采用双层接收光纤结构的合理性。 2　测量原理

利用光强调制原理制成的反射式光纤传感头对内螺纹参数进行测量。检测原理见图1。

图1　内螺纹参数检测原理

如图1所示,两光纤束间隔180°对称放置并固定于探头内,探头在被测内螺纹内沿轴向移动。由

激光光源(LD )发出的光耦合入发射照明光纤中,经被测表面反射后,由排列成同心圆结构的两路接收光纤同时接收反射光。接收光纤传输的光通过光电接收器件及后续电路进行数据采集与处理。由光纤

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8工具技术

位移传感原理可知,接收光纤输出光强与被测距离d 之间存在一一对应关系,该关系可通过标定获得。因此根据检测到的光强信号便可推演出被测距离的大小,得到探头光纤端面与被测表面间的距离d 1、d 2的值。然后结合探头结构参数d 0及螺纹的基本牙型即可获得内螺纹的相关参数。

从图1中可以看出,当探头沿螺纹轴向移动时,光纤在测量过程中测得的距离d 1、d 2是变化的。若设D 为径向距离,则D =d 0+d 1+d 2,分析可知:所测数据中D 值极小值的平均值D min 即为螺纹中径值;D 1min +D 2min +d 0即为小径值;D 1min +D 2min +d 0即为大径值。同时通过轴向移动所得的测量曲线,可实现对螺距及牙型的检测。 3　光纤传感探头研究

3.1　光纤位移传感探头工作原理

图2为反射式强度调制型光纤传感器的原理

图[9]。光源发出的光经发射光纤入射至被测表面,其反射光由接收光纤接收并送至探测器进行光电转换再放大。接收光强将随反射物体表面与光纤探头端面的距离而变化。若两光纤的直径均为2r ,数值孔径为NA ,孔径角为2θ,两光纤的垂直距离为a ,光纤探头端面与待测表面距离为d 。这时接收光纤所接收的光强等效于发射光纤像发出的光强,显然,当d <

a

2tg

θ时,接收光纤位于光纤像的光锥之外,两

光纤耦合为零,无发射光进入接收光纤;当d Ε

a +2r

2tg

θ时,接收光纤位于光纤像的光锥之内,两光纤的耦合最强(两光纤之间的光功率耦合系数为交叠面积与光锥底面积之比)。

(a )光纤位移传感器两光纤 (b )发射光纤的光与接收

耦合图光纤芯交叠面积

图2　光纤位移传感器光耦合原理图

对强度型光纤位移传感器来说,根据其位移特性曲线可知,其前坡区陡峭,灵敏度高,但测量范围小;后坡区曲线平坦,灵敏度低

,但测量范围大。且发射与接收光纤的距离越大,接收到的光强越小,峰

值向远离被测对象的方向移动,响应曲线变得平坦。

因此,可以通过适当调整发射与接收光纤之间的距离,来实现特定的测量要求。

3.2　内螺纹参数测量光纤传感探头研究

由于内螺纹具有特殊的内表面形状(图1),因

此要求测量系统必须能实现对微小表面的扫描测量,对不同的距离如大、小径都具有较高的测量灵敏度,即要求照射到被测表面的光斑尺寸较小。根据要求设计了采用半导体激光器作光源、采用单模光纤作为发射光纤、多模光纤接收测量信号的光纤传感探头结构。考虑到单模光纤具有较小的数值孔径,通常光纤的出光角与受光角相同,这样单模光纤照射到被测面上时易获得较小的光点尺寸[10]。如图3所示螺纹结构,所设计的光纤探头需实现对大径削平面的扫描测量,即距离光纤探头端面d 处发射的照射光斑直径应该小于大径削平宽度P/8。

图3　普通螺纹的基本尺寸

以测量M25×2的螺纹为例。其大径为25mm ,小

径为221835mm ,大径削平宽度为P /8=250μm ,牙型

高度h ≈108215μm ,选择单模光纤,其数值孔径NA =

01

1,纤芯直径2r =5μm ,根据图2,光斑直径Z =2d tg (arcsin NA )+2r ,因Z ≤(P /8=250μm )时可以满足测

量要求,则此时最大测量距离d ≈1219mm 。对于强度型光纤位移传感器来说,当使用单模

发射光纤时,其灵敏度较高的区段很窄,一般不超过300μm [10],为实现对内螺纹大小径的扫描测量时都具有较高的灵敏度,光纤探头采用双层同轴接收光纤的结构(见图4)。当测量小径时取靠近发射光纤

图4　光纤传感探头结构示意图

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82007年第41卷№12

的同轴接收光纤束A 所接收的信号,当测量大径时取远离发射光纤的接收光纤B 所接收的信号。

采用实验验证接收光纤双层排布的可行性:实验中选用016mm 的多模光纤作为发射光纤,018mm 的双层同轴多模光纤进行信号接收;光强随位移的变化曲线如图5所示

。

图5　输出光强随被测距离变化关系曲线

从图5中可以看出外层光纤束B 接收到最大光强(峰值)的距离d 远大于光纤束A ,因此设计中

可考虑当测量小径时选取光纤束A 的接收信号,当测量大径时选取光纤束B 的信号,该实验证明双层排布结构是可行的,其中最大光强的距离d 与所选光纤的直径及光纤之间的间隔有关。 4　结语

基于光纤传感的内螺纹参数非接触测量方法与传统方法相比具有原理直观、结构简单、数据处理方便、不存在测量损伤等优点,

并且易于实现快速测

量,基于该方法的测量装置如果开发成功将具有广泛的应用前景。本文所探讨的光纤传感探头设计中的光斑的大小、光纤的排布等问题为开发内螺纹参数检测装置奠定了基础。

参考文献

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激光,2004,2(2):67～70

第一作者:高　芬,讲师,西安工业大学光电所,710032西安市

振兴装备制造业莫让“点装”因素成障碍

由于装备制造业的产品是由许多零部件组成,尤其是重大装备,通常需要成千上万个零部件集合而成,因此客户或业主在购置某种装备时,往往会对制造厂家提出要求,指定所购装备必须使用某个厂家或品牌的某种材料以及零部件。在行业内把这种做法称之为“点装”。

就总体而言,我国装备制造业的水平尤其是在成套能力方面与国外相比尚有差距,一些重大装备的关键材料和核心部件不得不依靠进口。在这种情况下,国内的装备制造厂家只能被动地听凭客户或业主“点装”某个国外厂家或国外品牌的材料或零部件。凡是那些被“点装”的材料也好、零部件也罢,通常都是整个装备中的高附加值部分,而那些低附加值的部分则是由国内厂家生产制造的。

近年来,尤其是国务院《关于加快振兴装备制造业的若干意见》出台后,国内装备制造厂家和科研单位加强了对某

些核心技术的攻关和研发,自主创新能力逐步提升,一些过去不能生产的关键材料和不能制造的核心部件,现在已经能够生产制造,有的甚至超过国外水平。在这种情况下,如果还是一味地任凭客户或业主“点装”国外的材料或零部件,那就不仅会扼杀国内的创新成果,也会使得中国的装备制造业振兴无望。

振兴装备制造业关键是要加快提高自主创新能力,尽快掌握关键材料和核心部件的相关技术,提高自主设计和自主制造能力,实现核心技术和系统集成能力的突破。国外客户或业主在向我国厂家订购装备时,对关键材料和核心部件“点装”国外品牌,除了不相信我们的能力和技术,更重要的是不给我们提高自主创新能力和发展装备制造业的机会,以便达到控制中国并长期获取利益的目的。相比之下,有些发达国家,为了维护其在装备制造领域的领先和垄断地位,在只许出口产品不许出口技术的同时,还对“点装”国外材料或零部件做出了种种限制。

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8工具技术

光纤传感技术

光纤传感器技术的概况及其特点 常见光纤温度传感器基本原理 1. 荧光式温度光纤传感器 1.1 基本原理 荧光式温度传感探头具有抗电磁干扰、稳定可靠、微小尺寸、长寿命及绝缘性好等特点，光纤温度传感器是利用物质的荧光辐射现象设计的。通常设在光纤的一端固结着微量稀土磷化合物，受紫外光照射后，激励其发出荧光。此荧光强度或余辉时间长度会随温度变化而变化，成为温度的函数，从而计算出被测温度。 1.2荧光式温度传感原理 荧光式温度传感探头是由普通多模光纤和在其顶部安装的荧光物质体(膜)组成。荧光物质接受一定波长(受激谱)的光激励后，受激辐射出荧光能量。激励消失后，荧光发光的持续性取决于荧光物质特性、环境因素，以及激发状态的寿命。这种受激发荧光通常是按指数方式衰减的，称衰减的时间常数为荧光寿命或荧光衰落时间(ns)。因为在不同的环境温度下，荧光寿命也不同. 因此通过测量荧光寿命的长短，就可以得知当时的环境温度。 2. 光纤法布里-彼罗特（Fabry – Perot）传感器 2.1 法布里-彼罗特（Fabry – Perot）腔 法布里-彼罗特（Fabry –Perot）腔是一个常见的光学器件。它是光纤法布里-彼罗特传感器的核心，同时也被应用到光纤光栅传感器当中。了解它的原理和特点将有助于理解以上两种传感器的工作原理和不同应用。 在讨论技术细节之前，读者需要明确以下两点: 1.光在任何界面都会发生反射，在大多数情况下会发生折射。比如光会在水面反射，再比如当光线穿过一块玻璃的时候，会分别在一块玻璃的上下表面同时发生反射。 2.光具有波粒二象性。也就是说光拥有波长λ，相位θ等表征物理量。光在真空中所经过的路程叫做光程 L,当光经过介质，比如玻璃时，光程变为L=n*d。 n 为介质的折射率（均大于1）， d 为光线经历的几何长度。同一单一光源发出的两束光（具有同样起始相位，且频率相同）如果再相遇，将发生干涉。如果他们的光程差是波长的整数倍，意味着他们的相位相等，则干涉的结果是强度增大（最大值）。如果他们的光程差是波长的整数倍+半波长，则干涉的结果是强度减弱(最小值)。对于其余情况，干涉后的强度在最大值与最小值之间。如果同样的干涉发生多次，最终一个均匀的宽频光，在绝大多数波长范围内的光强将变成0，而主要的强度将集中在光程差为整数倍的波长范围内。 所谓法布里-彼罗特（Fabry – Perot）腔就是一个两端为光反射界面的空腔。入射光在两个界面分别发生反射，这两束反射光的光程差就是 L=2Lc*n.? Lc是空腔的长度。由此可见，空腔长度决定光程差，光程差决定相位差，相位差又决定是干涉加强还是干涉减弱。当空腔长度变化的时候，对于同样波长的光，原先的相位差将改变。原先干涉加强极大的两束光将不再达到干涉极大。相反的，波长与原先不同的另外两束光将满足相位差是波长整数倍的条件，因而产生干涉极大。如果能够探测出前后两个干涉极大相应的波长差Δλ，便可计算出空腔长度的变化，从而实现传感。同时，如果两个界面的反射系数很高，也就是说光线在腔内将发生多次干涉，最终只有满足相干极大条件的波长分量得以不为0，其余分量都将

光纤配线架验收测试报告

光纤配线架验收测试报 告 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

光纤配线架测试报告 检验记录 检验清单 主检人： 校核人： 批准人： 日期：

光纤配线架测试 一、认可项目、检验类别及检验依据、流程图 1．认可项目及检验标准 产品名称：光纤配线架 检验标准：YD/T 778-2006 光纤配线架 2．检验类别 （1）产品认证型式检验 （2）产品认证复评型式检验 （3）产品认证监督检验 （4）产品认证监督检验+产品认证变更检验 （5）委托检验 上述（1）-（4）类别的检验依据除了对应产品的检验标准以外，还应依据泰尔发布的最新配线设备认证实施规则来执行。 3．检验流程图

二、检验项目及检验方法 1、外观与结构检查 用卡尺或卷尺检测机架外形尺寸。 用手实际操作转动、插拔、锁定部位应感觉适度，用万能角尺，检测机架门开启角；用塞规检测其间隙的上、中、下三处。 用装配工具手工检查紧固件，用裸手触摸外露和操作部位。 用R 量规检测光缆尾纤的弯曲半径。 其它用目视方法检查。 2、功能检查 测试步骤：采用视察法和操作法检查各功能装置安装的完整齐备性及其达到的功能性。 3、光电性能测试 插入损耗 测试连接框图 测试步骤 按测试连接图连接测试光纤测试，光回波损耗测试仪RM3750的光源输出口作为稳定光源，此时，图中S 2点先不接入被测尾纤，而是通过标准尾纤2按虚线连接(S 2R 1)，至光回波损耗测试仪RM3750的光功率输入口，将光源和光功率计光波长设置为指定波长，开启光源开关，预热15分钟后，记录光功率计示值P 1。然后将被测尾纤和标准尾纤2按图中实线连接，测记录光功率计示值P 2。P=P 1-P 2即为S 2R 2插入损耗。同理，将被测尾纤调换方向，则可测出另一 端对应的插入损耗值。 回波损耗 测试连接框图 标准尾纤1 S 1稳定光 光功率 光纤配线架 标准尾纤 图 插入损耗测试连接框图 光回损仪 光纤配线 被测适配器

国内外光纤传感器的发展现状

国内外光纤传感器的发展现状 2011-6-29 8:25:44 讯石光通讯咨询网作者：iccsz 摘要:本文将分析光纤传感器国内外发展的现状。主要介绍了两方面的情况：光纤传感器原理性研究的发展现状和光纤传感器产品的应用与开发的现状。 本文将分析光纤传感器国内外发展的现状。主要介绍了两方面的情况：光纤传感器原理性研究的发展现状和光纤传感器产品的应用与开发的现状。前者报道了光纤光栅、分布式光纤传感技术以及光纤传感网的发展，这些是目前的研究热点；后者介绍了光层析成像技术、智能材料、光纤陀螺及惯性导航系统、工业工程类传感器（其中包括电力工业用高电压、大电流传感器，利用光纤的弹光效应和FBG器件的应力传感器等）。最后介绍了新型光纤材料与器件、氟化物玻璃光纤，碳涂覆光纤、以及正在研究中的蜂窝型波导光纤、液晶光纤等。 一、引言 随着密集波分复用DWDM技术、掺铒光纤放大器EDFA技术和光时分复用OTDR技术的发展和成熟，光纤通信技术正向着超高速、大容量通信系统的方向发展，并且逐步向全光网络演进。在光通信迅猛发展的带动下，光纤传感器作为传感器家族中年轻的一员，以其在抗电磁干扰、轻巧、灵敏度等方面独一无二的优势，已迅速成长为年成交额超过10亿美金，并预计将于2010年拥有超过50亿美金市场的产业。每年由美国光学工程师学会(OSA)主办的光纤传感国际会议（OFS）及时报道着光纤传感领域的最新进展，并对光纤传感及其相应技术进行有益的研讨。 当前，世界上光纤传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光纤技术的日趋成熟，对光纤传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。由于光纤传感技术并未如光纤通信技术那样迅速地获得产业化，许多关键技术仍然停留在实验室样机阶段，距商业化有一定的距离，因此光纤传感技术的原理性研究仍处于相当重要的位置。由于很多光纤传感器的开发是以取代当前已相当成熟，可靠性和成本已得到公认，并已经被广泛采用的传统机电传感系统为目的，所以尽管这些光纤传感器具有如电磁绝缘、高灵敏度、易复用等诸多优势，其市场渗透所面临的困难和挑战是可想而知的。而那些具有前所未有全新功能的光纤传感器则在竞争中占有明显优势，FBG和其它的光栅类传感器就是一个最好的例证。当前的原理性研究热点集中于光纤光栅（FBG和LPG）型传感器和分布式光纤传感系统两大板块。 FBG型光纤传感器自发明之日起，已走过了原理性研究和实验论证的百家争鸣阶段。目前成熟的FBG制作工艺已可形成小批量生产能力，而研究的焦点也转向解决高精度应用，完善解调和复用技术，以及降低成本等几个方向上。另一方面，由于光纤传感器具有将传输与传感媒质合而为一的特性，使得沿布设路径上的光纤可全部成为敏感元件，因此，分布式传感成为光纤传感器与生俱来的优点。 对于光纤传感技术的应用研究主要有以下四大类：光（纤）层析成像技术（OCT，OPT）、智能材料（SMART MATERIALS）、光纤陀螺与惯导系统（IFOG，IMIU ）和常规工业工程传感器。另外，由于光纤通信市场需求的带动以及传感技术的特殊要求，新型器件和特种光纤的研究成果也层出不穷。 目前，我国的光纤传感器研究大多数集中于大专院校和科研单位，仍然未完成由实验室向产品化的过渡。其中，比较成熟的技术包括：清华大学光纤传感中心与总后合作研制开发的光纤油罐液位与温度测量系统，已经安装运行数年；北京航空航天大学与总装合作研制的光纤陀螺系统，目前指标为0.2°/hr ；中国计量学院研制的分布式光纤传感系统，已有产品报道；华中理工大学与广东某公司联合研制的强电压、大电流传感系统。此外，在广东、深圳等地，还建立了许多光纤无源器件生产厂

光纤测试方案

光纤测试方案 一.布线系统测试概述 为确保综合布线系统性能，确认布线系统的元器件性能及安装质量，工程完工后需按综合布线系统测试说明进行有关的测试。 综合布线系统测试包括： ·>水平铜缆链路测试； ·>垂直干线铜缆链测试； >垂直干线光缆链测试； >·端对端信道联合测试 系统测试完毕后，即组织有关技术及管理人员对整个系统进行验收。 千兆比水平铜缆的测试说明： 千兆比水平铜缆系统采用专用测试仪器进行测试，测试指标包括： 1．极性、连续性、短路、断路测试及长度 2．信号全程衰减测试 3．信号近、远串音衰耗测试 4．结构回转衰耗SRL 5．特性阻抗 6．传输延时 本方案中，采用下列布线测试仪表进行测试： Microtest QmniScanner FLUKE 国际标准组织（ISO）及Lucent推荐下列布线测试仪表： 1、fluke （Fluke Corporation） 2、PenaScanner (Microtest Inc) 本方案中，我公司建意采用以下铜缆测试仪器：

Microtest Lucent KS23763L1 (连接性测试) 3、FLUKE （特性指标测试） STPl 六类100-150双绞线，250 MHz FTP；阻燃特性NFC32070 2.1标准 4、用网络测试仪，测试线路是否安装完好，将测线报告整理，归档。 二.系统测试所用工具 测试所用工具主要是： FLUCK DSP FLUCK 网络测试仪操作规程： 根据测量的种类是通道还是链路，选择相对的适配器； 测量前将仪器校准； 测量时，将主机和智能远端的旋钮打开； 输入测量时间、地点、测试姓名； 在AUTOTEST项开始测试，储存结果； 将测试结果转换成电子文档； 将主机和智能远端关机； 将仪器收好，检查是否有遗漏配件。 注意事项：插接时一定要将插头和插口对齐，将线路接通；注意轻拔轻 插，一定要将头弹起按下再拔出；注意仪器和线路远离电力线和强电场。 其他工具如下表： 仪器名称数量产地说明 接地摇表 1 进口 万用表 2 国产 水平尺 6 国产 FULKE 1 美国

光纤位移传感器及其应用

《自动化检测技术及表》 课程设计报告 题目：光纤位移传感器及其应用学院： 专业：班级： 姓名：学号： 一摘要 本文介绍了光纤传感器的工作原理，组成结构，测量电路图，特性及相关参数选取等，因为光纤传感器种类繁多，能以高分辨率测量许多物理参数，与传统的机电类传感器相比具有很多优势，可用在民用，航空航天，电力工业等。着重讲在电力工业中得应用。光纤传感器是一种把光信号转化成电信号的传感器。

二光纤传感器的工作原理 反射式光纤位移传感器工作原理如图1所示，由于光纤有一定的数值孔径，当被测表面逐渐远离光纤探头时，射光纤照亮被测表面的面积越来越大，于是相应的发射光锥和接收光锥重合面积 B.越来越大，因而接收光纤端面上被亮的曰，区也越来越大，有一个线性增长的输出信号；当整个接收光纤被全部照亮时，输出信号就达到了位移一输出信号曲线上的“光峰点”，光峰点以前的这段曲线叫前坡区，在这区里输出信号的强度增加得非常快，可以用来进行微米的位移测量。 图1反射式光鼾位移传感器工柞原 图l反射式光纤位移传感器工作原理 三光纤传感器的组成结构 光电转换器T光电变换器T数显电压表 四测量电路原理及其特性 反射式光纤位移传感器的电路其实很简单。当光纤探头一端发射 出红外线另一端接受红外线，当发射的红外线经光纤照射在物体表面并反射回至接受端口，这时光电转换器转换成与反射光强度相对应的电压信号，通过光强的测定而实现对物体位移的测量。

mm 五光纤位移传感器的应用 电力工业中的设备大都处在强电磁场中，一般电类传感器无法使 用。很多情况下需要测量的地方处在高压中，如高压开关的在线监测 高压变压器绕组、发电机定子等地方的温度和位移等参数的实时测量 这些地方的测量需要传感器具有很好的绝缘性能、体积要小、而且是 无源器件，光纤光栅传感器是进行这些测量的最佳选择。有一些电力 设备经常位于难以到达的地方，如荒山野岭、沙漠荒原中的传输电缆 和中继变电站 , 使用分布式光纤光栅传感系统的遥测能力可以极大 地减少设备维护费用。 因此光纤光栅传感器在电力工业中的应用前景 很好。 利用法拉第效应的光纤传感器已被用于配电工业中高电压下的 大电流测量 , 但是由于线性双折射、温度和振动所引起的问题 , 限制 了这一技术的应用。 一种替代的方法是用常电流转换器、 压电元件和 光纤光栅组成的综合系统对大电流进行间接测量 [ 41 ] ,电流转换器 将电流转变成电压 , 电压变化使压电元件形变 , 形变大小由光纤光栅 传感器测量。另有一种改进的方法进一步改善了分辨率 [ 42 ] , 此方 法中光纤光栅传感器由基于光纤光栅的法 2泊腔代替。 知道高电压、 大功率设备 （如发(A)田當霹

光纤传感技术

光纤传感器的应用与发展趋势 学生：王超 学号：1049721103105 专业：物理电子学 光在传输过程中，光纤易受到外界环境的影响，如温度、压力等，从而导致传输光的强度、相位、频率、偏振态等光波量发生变化，通过监测这些量的变化可以获得相应的物理量，这就是光纤传感技术。该技术是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术。密集波分复用D W D M 技术、掺铒光纤放大器EDFA 技术和光时分复用OTDR 技术的不断发展成熟，使得光纤传感技术以其在抗电磁干扰、轻巧、灵敏度等方面独一无二的优势，获得了飞速的发展，各种光纤传感器系统层出不穷。 光纤传感器系统的原理 由于光纤不仅作为光波的传播介质，而且光波在光纤中传播时，光波的特征参量( 振幅、相位、偏振、波长等) 会因外界因素（温度、压力、应变、电场、位移等）间接或直接的发生变化，从而可将光纤用作传感元件探测物理量。根据光纤在传感器中的作用，光纤传感器可分为功能型、非功能型、拾光型三大类。 1、功能型光纤传感器中光纤不仅作为导光介质也是敏感元件，光在光纤内受到被测量物理量的调制。它的特点是结构紧凑、灵敏度高，但它须用特殊光纤和先进的检测技术，因此成本高。光纤陀螺即是典型的功能型光纤传感器。 2、非功能型光纤传感器中光纤仅起导光作用，光照到非光纤型敏感元件上受被测量物理量调制。因其无需特殊光纤及特殊技术，易实现、成本低，但灵敏度也相应较低，常用于灵敏度要求不太高的场合。目前的光纤传感器大多是该类型的。 3、拾光型光纤传感器中光纤作为探头，接收由被测对象辐射的光或被其反射、 散射的光。如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。 光纤传感器的特点 由光纤传感器的原理我们可以很容易理解它有如下几个特点： （1 ）光纤具有宽波长范围、低衰减的特性，光源、检测器和光学元件的选择余地大，可以适用于不同的应用场合。

光纤传感器-位移测量

实验四光纤传感器————位移测量 实验目的 1、光纤位移传感器的结构与工作原理。 2、光纤传感器的输出特性曲线。 实验原理 反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。其原理如图1所示：光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合并在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射片，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接受到的光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。图2所示就是反射式光纤位移传感器的输出特性曲线，利用这条特性曲线可以通过对光强的检测得到位移量。反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测。 图1 反射式位移传感器原理 图2 反射式光纤位移传感器的输出特性

实验所需部件： 光纤（光电转换器）、光电传感器模块、{光纤光电传感器实验模块}、支架、电压表示波器、螺旋测微仪、反射镜片 实验步骤： 1、观察光纤结构：本实验仪所配的光纤探头为半圆型结构，由数百根导光纤维组成，一半为光源光纤，一半为接收光纤。 2、连接主机与实验模块电源线及光纤变换器探头接口，光纤探头装上通用支架（原装电涡流探头），{探头支架}，探头垂直对准反射片中央（镀铬圆铁片），螺旋测微仪装上支架，以带动反射镜片位移。 3、开启主机电源，光电变换器V 端接电压表，首先旋动测微仪使探头紧贴反射镜片（如 两表面不平行可稍许扳动光纤探头角度使两平面吻合），此时V 输出≈0，然后旋动测微仪，使反射镜片离开探头，每隔0.2mm记录一数值并记入下表： Xm m 0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2 2. 2 2. 4 2. 6 2. 8 3 3. 2 3. 4 3. 6 3. 8 4 V 位移距离如再加大，就可观察到光纤传感器输出特性曲线的前坡与后坡波形，作出V-X 曲线，通常测量用的是线性较好的前坡范围。 注意事项： 1、光纤请勿成锐角曲折，以免造成内部断裂，端面尤要注意保护，否则会光通量衰耗加 大造成灵敏度下降。 2、实验时注意增益调节，输出最大信号以3V左右为宜，避免过强的背景光照射。 3、双支光纤三端面均经过精密光学抛光,其端面的光洁度直接会影响光源损耗的大小,需 仔细保护。禁止使用硬物、尖锐物体碰触，遇脏可用镜头纸擦拭。如非必要，最好不要自行拆卸，观察光纤结构一定要在实验老师的指导下进行。

光纤传感器的应用研究

光纤传感器的应用研究 孙义才 2011301510103 电科三班 摘要：光纤传感技术是一门新的科学技术，也是信息社会的一个重要技术基础，在当代高科技中占有十分重要的位置。该技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术和密集型前沿技术。本课题主要了解光纤导光的基本原理及其在传感技术上应用的物理基础，重点研究光纤传感器敏感的物理量、光纤传感器的基本类型及其相关应用。 关键词：传感器；光纤通信；禁带宽度；光纤传感温度计；光纤传感压强计。 1.序言 光纤传感技术是二十世纪七十年代左右随着光纤通信技术的萌芽而迅速建立起来的，通过以光波这一载体并光纤这一媒质，起到具有感知与信号传输的新型传感技术。作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤，具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。传感技术是近几年热门的应用技术，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智慧化的方向发展。在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能，绝缘、无感应的电气性能，耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方（如高温区），或者对人有害的地区（如核辐射区），起到人的耳目的作用，而且还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。 现阶段，光纤传感领域在世界中的发展大致分为两大方面：应用开发与相关原理性研究。 2.1光纤传感器的结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接，见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测量的调制，已调光经接收光纤耦合到光接收器，使光信号变为电信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础，而光纤传感器则以光学测量为基础。

光纤式传感器

光纤式传感器 传感技术与计算机技术、通讯技术被称为信息产业三大支柱技术, 是组成现代信息化技术的基础。世界各大强国均将传感器技术视为国家科技发展战略中的重要组成部分, 作为国家重点发展的领域之一。光纤传感器主要有传感型和传光型两大类, 两类传感器在传感原理上均可分为光强调制、相位调制、偏振态调制及波长调制不同形式, 由此构成不同的传感器。迄今业已证实, 被光纤传感器敏感的物理量有 70多种, 与传统的传感器相比, 光纤传感器有灵敏度高、重量轻和体积小、多用途、对介质影响小、抗电磁干扰和耐腐蚀且本质安全、易于组网等特点, 使其近年来在航天航空、国防、能源电力、医疗和环保、石油化工、食品加工、土木工程等领域的应用得到了迅速发展。表 1 为光纤传感器对参数测定的原理及主要方式。 一、光纤传感器的基本原理及组成 光纤传感器由光源、敏感元件、光探测器、信号处理器系统以及光纤等组成。光纤传感器的基本原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测量参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长频率、相位偏振态等）发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调器解调后，获得被测参数。 1．1强度调制光纤传感器 强度调制光纤传感器的基本原理是：待测物理量引起光纤中传输光的光强变化，通过检测光强的变化实现对待测量的测量。待测量作用于光纤敏感元件，使通过光纤的光强发生变化。设输入光强为恒量Iin，输出光强为Iout，即待测量对光纤中的光强度产生调制。可

直接连接光探测器变成电信号（即调制的强度包括电信号）。 1.2相位调制光纤传感器 相位调制光纤传感器的基本原理是：通过被测能量场的作用，使光纤内传输的光波相位发生变化，再用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化，从而检测出待测的物理量。所有能够影响光纤长度、折射率和内部应力的被测量都会引起相位变化，如应力应变温度和磁场等外界物理量。但是，目前的各类光探测器都不能探测敏感光的相位变化，必须采用干涉测量技术，才能实现对外界物理量的检测。与其他调制方式相比，相位调制技术由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度。常用的干涉仪有四种：迈克尔逊、马赫-琴特、法布里-珀罗和萨格耐克。它们的共同点是：光源发出的光都要分成两束或更多束的光，沿不同的路径传播后，分离的光束又重新汇合，产生干涉现象。

光纤测试方案

OTDR：光纤测试方案（短光纤测试）及OM4光纤介绍 首先来看一下当前数据中心的情况，10G已经不是什么新鲜事物了，而介质这块，铜缆双绞线也开始6A化，光纤也逐步升级，而数据中心里的大部分光纤链路都小于200米，这使得基于VCSEL的850nm光收发器可以被大量使用，配合OM3光纤，光纤方案的成本更为降低，也使OM3成为万兆速率数据中心的首选。 如表格1表格2所示，OM3光纤（MM50 um MBW=2000），在同样插入损耗的情况下，与OM2 和OM1光纤相比，OM3光纤的传输距离可以更远。而通道最大距离与模式带宽和通道最大插入损耗相关。例如，对于一个使用850nm OM3光纤的300米10GBase-SR链路而言，所能被允许的最大插入损耗是2.6分贝，而在1000BASE-SX网络中则为3.56分贝，可以预见随着速率不断提升，损耗这块的要求也越来越高了。而即使是在这2.6分贝的最大允许损耗中，也被分为光纤本身所固有的损耗，以及光纤连接和连接器损耗。 伴随数据中心TIA-942推行的结构化光布线系统的发展，在带来灵活易用的同时，也对光纤测试带来了新的内容，引入的结构化布线，增加了连接器件，对接头连接器的插入损耗有了更高的要求。 那么下面先来谈一下数据中心短光纤的测试面临的新的问题： 从目前光纤链路的测试来看，主要分成两个等级，第一等级为OLTS测试，第二等级为OTDR测试；从实际验收来看更多的采用的是OLTS测试，即光源和光表的测试方式，其原因除了测试设备相对价格低廉有关外，也和其使用简易程度有关，相对来说，使用第二级别的OTDR测试仪需要更专业的知识，需要读懂OTDR的曲线图，并且判定故障原因，这绝非简单培训就可以上手的工作。 另外，不论部署结构化光布线网络，还是模块化高密度MPO方案时，多模光纤都被大量运用，此时用光纤元件标准测试通过，而用应用标准测试则不一定过，两类标准门限值有所不同，测试时选标准不当，也会给后续网络运行埋下故障隐患。 不仅如此，在选用OTDR（Optical Time Domain Reflectometer,简称OTDR）测试仪时，死区的问题也是不能忽略的一大问题，OTDR的死区分为事件死区和衰减死区，事件死区代表OTDR所能检测到的光缆的最短长度。死区越短，可检测到的光缆长度就越短。如果事件死区比被测的光缆长度要短，那么就可以使用OTDR来测试这条链路。而衰减死区一般要大于事件死区，它的定义是可以测得的连续两个事件插入损耗数值的最小距离。 数据中心内网络的光缆链路通常都非常短，同时通道里还会有多个连接器和短的跳线。在进行光缆测试时，应该使用具有短事件死区和衰减死区的OTDR测试仪。

光纤传感器的位移特性

光纤传感器的位移特性实验报告 一、实验目的 了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、基本原理 本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y型光纤，半园分布即双D型一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距X，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距X有关，因此可用于测量位移。 三、需用器件与单元 光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源、反射面。 四、实验步骤 1、根据图1-6安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上的座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T 相接。 图1-6光纤传感器安装示意图

2、将光纤实验模板输出端V O1与数显单元相连，见图1-7。 图1-7光纤传感器位移实验接线图 2、调节测微头，使探头与反射面圆平板接触。 3、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调R W、使数显表显示为零。 4、旋转测微头，被测体离开探头，每隔0.1mm读出数显表值，将其填入表1-4。 表1-4光纤位移传感器输出电压与位移数据 5、根据表9－1数据，作光纤位移传感器的位移特性，计算在量程1mm时灵敏度和非线性误差。 五、实验数据处理 1、实验数据：

2、光纤传感器位移与输出电压特性曲线： 3、1mm时的灵敏度与非线性误差：

用最小二乘法拟合的直线为： 灵敏度为0.1458V/mm 在0.45mm处取最大相对误差为：0.07V 非线性误差为： 六、思考题 光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？ 答：表面要干净没有污点，而且光洁度要好；再因为一定要可以反射光，因此一定不能出现黑色表面的情况。

光纤验收测试方法简介

光纤验收测试方法简介 前言 在光纤工程项目中必须执行一系列的测试以便确保其完整性，一根光缆从出厂到工程安装完毕，需要进行机械测试、几何测试、光测以及传输测试。前3个测试一般都是在工厂进行，传输测试则是光缆布线系统工程验收的必要步骤。 国家标准《GB 50312-2007综合布线工程验收规范（含条文说明）》中明确要求对综合布线工程进行验收测试：“综合布线工程电气测试包括电缆系统电气性能测试及光纤系统性能测试。电缆系统电气性能测试项目应根据布线信道或链路的设计等级和布线系统的类别要求制定。各项测试结果应有详细记录，作为竣工资料的一部分。” 布线系统测试可以从多个万面考虑，设备的连通性是最基本的要求；跳线系统是否有效可以很方便地测试出来；通信线路的指标数据测试相对比较困难，一般都借助专业工具进行。 但国标中对光纤链路测试方法的描述非常简单，未给出详细的测试方法，对于目前在工程中常用的光时域反射损耗测试（OTDR），国标中并未阐述。本文从光纤测试标准、测试参数、测试设备、测试方法等几个方面进行简单的介绍，希望能对工程验收提供帮助。 一、参照标准 在国际标准IEC 61746、TIA/EIA TSB-107等标准中对光纤测试如光功率，OTDR等做了明确的规定，布线系统测试可以参照这些标准进行： 《GB 50312-2007综合布线工程验收规范（含条文说明）》 《IEC 61350 功率计校准》 《IEC 61746 OTDR校准》 《G.650.1 单模光纤与光缆的线性、确定性属性的定义与测试方法》 《G.650.2 单模光纤与光缆的统计与非线性属性的定义与测试方法》 《IEC 60793》 《TIA/EIA TSB-107》 《TIA/EIA FOTP-169》 … 二、测试参数 光缆测试一般应执行以下几个重要参数： 端到端光纤链路损耗 每单位长度的衰减速率 熔接点、连接器与耦合器各个事件 光缆长度或者事件的距离 每单位长度光纤损耗的线性（衰减不连续性） 反射或者光回损（ORL） 色散（CD） 极化模式色散（PMD）

光纤传感器位移特性实验

光纤传感器位移特性实验报告 一、实验目的： 了解反射式光纤位移传感器的原理与应用。 二、实验仪器： 光纤位移传感器模块、Y型光纤传感器、测微头、反射面、直流电源、数显电压表。三、实验原理： 反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。其原理如图36-1所示：光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合并在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射面，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接收到的光源与反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。显然，当光纤探头紧贴反射面时，接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测。 图36-1 反射式光纤位移传感器原理图36-2 光纤位移传感器安装示意图四、实验内容与步骤 1．光纤传感器的安装如图36-2所示，将Y型光纤安装在光纤位移传感器实验模块上。探头对准镀铬反射板，调节光纤探头端面与反射面平行，距离适中；固定测微头。接通电源预热数分钟。 2．将测微头起始位置调到14cm处，手动使反射面与光纤探头端面紧密接触，固定测微头。 3．实验模块从主控台接入±15V电源，打开实验台电源。 4．将模块输出“Uo”接到直流电压表（20V档），仔细调节电位器Rw使电压表显示为零。 5．旋动测微器，使反射面与光纤探头端面距离增大，每隔０.1ｍｍ读出一次输出电压Ｕ值，并记录。 五、数据记录与分析 1、数据记录表格 X（mm）0.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.0 Uo(V)0.080.180.280.400.520.640.750.870.97 1.06

光缆施工现场及验收的检测方法与标准

光缆施工现场及验收的检测方法与标准 光缆施工的现场测试很重要，它是为连接光端机总调测做准备。光缆内光纤的测试项目有传输衰减的测量，对多模光纤，当需要时测试基带响应。 单盘光缆测试的目的在于工厂产品的质量；施工布放后的测试是为检查布放过程有无损伤，并作为接续前的检查；接续中的测试是为了检查接头是否达到低损耗；接续后组成单元光缆段的测试，目的在于检查是否达到设计对传输总衰减和总基带响应要求，作为连接光端机总调测的准备。 单模光纤是以色散系数来表征色散的。单模光纤的色散系数本来很低，对于140Mbit/s 系统的限额为300ps/nm，因此当中继段长小于50km时，该限额有很大余量，施工过程可以不必测量；565Mbit/s五次群的限额为120ps/nm，因此有必要在设计中考虑，施工后进行验证测量。 1、现场传输衰减的测量 1.1 光纤的衰减 光信号沿光纤传输时，光功率的损失即为光纤的衰减，衰减A以分贝（dB）为单位，A=10lgP1/P2（dB） P1和P2分别是注入端和输出端的光功率。 1.2 光缆间增加注入系统 为了测量得到精确的结果，必须保证功率分配是稳态模，因此在光源与被测光缆间增加注入系统。注入系统由扰模器、滤模器和包层模剥除器组成的一种模拟装置；对多模光纤可以用1km以上，以一定曲率半径圈绕的光纤。 1.3 3种测试方法比较 CCITT建议G.651推荐了3种测试方法。即剪断法、和后向散射法。剪断法精度高但有破坏性；介入损耗法是非破坏性，精度不如剪断法；而后向散射法，即用光时域反射仪（OTDR）测量，功能全、精度高和无破坏性，测量数据可直接打印出来。 1.4 用光时域反射仪（OTDR）测量的优点 用光时域反射仪（OTDR）测试只需在光纤的一端进行，如图1、2所示，用这种仪表不仅可以测量光纤的衰减系数，还能提供沿光纤长度衰减特性的详细情况，检测光纤的物理缺

光纤传感器的位移特性实验

实验二十五光纤传感器的位移特性实验 一、实验目的 了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、实验内容 用传光型光纤测位移。 三、实验仪器 光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源、反射面（用电涡流传感器的铁测片做反射面）。 四、实验原理 本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成Y型光纤，半园分布即双D 型一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距X，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距X有关，因此可用于测量位移。 五、实验注意事项 1、实验时注意光纤探头与反射面保持平行，调整光纤探头使其位于反射面的圆心上。 2、实验前应用纸巾擦拭反射面，以保证反射效果。 六、实验步骤 1、根据图9－1安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上的座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T 相接。 图9－1 光纤传感器安装示意图 2、将光纤实验模板输出端VO1与数显单元相连，见图9－2。

图9－2光纤传感器位移实验接线图 3、调节测微头，使探头与反射面圆平板接触。 4、实验模板接入±15V电源，合上主控台电源开关，调RW使数显表显示值最小，然后微调测微头使数显表显示为0.000（电压选择置2V档）。 5、旋转测微头，被测体离开探头，每隔0.05mm读出数显表值，将其填入下表：（实验结论：1、本实验每隔0.05mm是相对位置，起始值看做0.05mm即可，无需从测微头上读绝对位置值。每旋转0.05mm，输出的电压的增量应该大致相等。2、由于学生做实验可能不能正确的找到起始点，导致采集的数据不在线性范围内，从而影响数据采集的线性度，可以让学生从选取的起始点开始计数，多计几组数据，然后选取线性度较好的十组数据，填入下表。3、如果只看本实验的线性情况，可选取十组较好的数据填入下表，若要看到光纤传 感器的整个变化趋势，则至少应该记录25组数据，其V—X曲线见思考题答案） 6、根据上表数据，作光纤位移传感器的位移——输出曲线图。计算在量程1mm时灵敏度和非线性误差。 七、实验报告 在实验报告中填写《实验报告二十五》，详细记录实验过程中的原始记录（数据、图表、 波形等）并结合原始记录进一步理解实验原理。 八、实验思考题 根据实验步骤（6）中的光纤位移传感器的位移——输出曲线图，分析其原理。 答：由光源发出的光经发射光纤传输后入射到被测物表面，经反射体反射后再经接收光 纤接收并传输至光敏元件。由于光纤有一定的数值孔径，当光纤探头紧贴反射体时，发射光 纤中的光不能发射到接收光纤中，因此接收光纤中无光信号；当光纤探头逐渐远离被测体时， 接收光纤中的光强越来越大，当整个接收光纤被全部照亮时，接收光强达到峰值；当反射体 继续远离时，将有部分反射光没有反射进Y型光纤束，接收到的光强逐渐减小。位移特性 如下图所示。

光纤到户第方验收检测

光纤到户第三方验收检测 伍阳军严俊龙游才文唐孟华 广州市盛通建设工程质量检测有限公司 一、概述 近年来，我国宽带网络发展取得了长足的进步，宽带网络覆盖和接入能力逐步提高，但我国宽带发展水平与全社会日益增长的需求还存在比较突出的矛盾，且与国际先进水平相比还存在较大差距，面临“慢进亦退”的风险，加快宽带发展势在必行。目前，我国宽带接入主要采用以非对称数字用户环路（ADSL）为代表的铜线宽带技术，升级改造存在固有的技术瓶颈。要加快宽带发展，必须推动技术换代和网络改造，实现光纤到户。 与此同时为全面贯彻《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》以及国务院关于加快宽带中国建设的要求，加快推进光纤到户建设，充分发挥光纤宽带网络在经济社会发展中的战略性、基础性作用，全面提升国家信息化水平。 为确保光纤入户建设质量，项目验收时需经第三方检测机构依据国家标准实施检测并出具检测报告，主管部门依据第三方检测报告开展项目验收工作。 二、国家文件和标准要求 为规范光纤入户建设、施工、检测和验收等工作，从国家到地方相继出台了以下政府文件和标准：

（一）政府文件 1. 国家 《住房和城乡建设部工业和信息化部关于贯彻落实光纤到户国家标准的通知》（建标[2013]36号）。 2. 广东省 《广东省住房和城乡建设厅广东省通信管理局转发城乡建设部工业信息化部关于贯彻落实纤到户国家标准的通知》（粤建科〔2013〕32号）。 《广东省人民政府办公厅关于全面推进我省宽带网络基础设施建设的意见》（粤府办〔2014〕8号）。 3. 广州市 《广州市科技和信息化局广州市国土房管局广州市城乡建设委员会广州市规划局转发关于贯彻落实光纤到户国家标准的通知》（穗科信字〔2014〕67号）。 《广州市城乡建设委员会关于加强住宅工程光纤到户施工监管的通知》（穗建质〔2014〕257号）。 （二）标准 1. 设计规范：《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程 设计规范》（GB50846-2012）。 2. 验收规范：《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程 施工及验收规范》（GB50847-2012）。

光纤位移传感器测位移特性实验(精)

实验二十六 光纤位移传感器测位移特性实验 一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、基本原理：光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。光纤具有很多优异的性能，例如：抗电磁干扰和原子辐射的性能，径细、质软、重量轻的机械性能，绝缘、无感应的电气性能，耐水、耐高温、耐腐蚀的化学性能等，它能够在人达不到的地方(如高温区)，或者对人有害的地区(如核辐射区)，起到人的耳目的作用，而且还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。 光纤传感器主要分为两类：功能型光纤传感器及非功能型光纤传感器(也称为物性型和结构型)。功能型光纤传感器利用对外界信息具有敏感能力和检测功能的光纤，构成“传”和“感”合为一体的传感器。这里光纤不仅起传光的作用，而且还起敏感作用。工作时利用检测量去改变描述光束的一些基本参数，如光的强度、相位、偏振、频率等，它们的改变反映了被测量的变化。由于对光信号的检测通常使用光电二极管等光电元件，所以光的那些参数的变化，最终都要被光接收器接收并被转换成光强度及相位的变化。这些变化经信号处理后，就可得到被测的物理量。应用光纤传感器的这种特性可以实现力，压力、温度等物理参数的测量。非功能型光纤传感器主要是利用光纤对光的传输作用，由其他敏感元件与光纤信息传输回路组成测试系统，光纤在此仅起传输作用。 本实验采用的是传光型光纤位移传感器，它由两束光纤混合后，组成Y 形光纤，半园分布即双D 分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距d ，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，如图26—1所示。 发射光 接收光 (a)光纤测位移工作原理 (b)Y 形光纤 图26—1 Y 形光纤测位移工作原理图 传光型光纤传感器位移量测是根据传送光纤之光场与受讯光纤交叉地方视景做决定。当

传感器的位移测量实验

位移测量实验报告 专业班级姓名实验仪器编号实验日期 一、实验目的 掌握常用的位移传感器的测量原理、特点及使用，并进行静态标定。 二、实验仪器 CSY10B型传感器系统实验仪。 三、实验内容 （一）电涡流传感器测位移实验· 1、测量原理 扁平线圈中通以交变电流，与其平行的金属片中产生电涡流。电涡流的大小影响线圈的阻抗Z。Z = f（ρ，μ，ω，x）。 不同的金属材料有不同的ρ、μ，线圈接入相应的电路中，用铁、铝两种不同的金属材料片分别标定出测量电路的输出电压U与距离x的关系曲线。 2、测试系统组建 电涡流线圈、电涡流变换器（包括振荡器、测量电路及低通滤波输出电路）、测微头、电压表、金属片。 3、试验步骤

4、数据分析与讨论 画出输入输出关系曲线，确定量程，非线性误差，在测量范围内计算灵敏度，进行误差分析。 （二）光纤传感器测位移实验 1、测量原理 反射式光纤传感器属于结构型, 工作原理如图。

反射式位移传感器原理 当发光二极管发射红外光线经光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电元件。经光电元件转换为电信号。经相应的测量电路测出照射至光电元件的光强的变化。 2、组建测试系统 光纤、光电元件、发光二级管、光电变换测量电路、数字电压表、反射体(片)、测微头。 3、实验步骤 ①观察光纤结构；②安装光纤探头、反射片；③连接电路；④旋动测微仪测位移。 X(mm) 0.00 0.25 0.50 U(V) `` X(mm) U(V) `` X(mm) U(V) `` X(mm) U(V) `` 4、数据分析与讨论 画出输入输出关系曲线，确定量程，非线性误差，在测量范围内计算灵敏度，进行误差分析。

光纤传感器以及其在物联网中的应用

光纤传感物联网技术与应用 摘要：物联网作为信息时代一个新的里程碑，成为了最近通信领域研究的一大热点，随着物联网和光纤传感技术的发展，光纤传感与物联网的结合也是目前研究的一大课题，其在各行各业的应用亦具有很大的前景。本文介绍了物联网的相关技术、框架和应用状况，简单的描述了光纤传感器的分类、发展和应用，分析了光纤传感技术在物联网中的应用，介绍了一个光纤传感物联网在矿井安全中的具体应用。 关键字:物联网光纤传感光纤传感物联网 A Survey On The Fiber-optical IOT Abstract：The growth of the Internet of Things ( IOT ) industry has become a new mark of the communication domain. As the development of the technology of the IOT and the fiber-optical sensor, the combination of the both is a big question to be discussed, and the fiber-optical IOT also has a good development prospect. This article first introduces IOT’s current status, the key technology, the theoretical frame and the applications. Then, it discusses the classification of the optical fiber sensor as well as the development and its application’s situation. Lastly , it puts the optical fiber sensing technology into the IOT, and introduces a specific application which is used in the mine safety based on the fiber-optical IOT. Key words:IOT fiber-optical sensor fiber-optical IOT 前言 物联网是我国战略性新兴产业的重要组成部分，是继计算机、互联网和移动通信之后的新一轮信息技术革命，正推动着信息技术在各行各业更深入应用的新