SmartMatLecOpticalFibreSensors实用教案

1、会计学1Smart Mat Lec Optical Fibre Sensors第一页，共59页。第1页/共58页第二页，共59页。3第2页/共58页第三页，共59页。4第3页/共58页第四页，共59页。5第4页/共58页第五页，共59页。第5页/共58页第六页，共59页。7第6页/共58页第七页，共59页。8第7页/共58页第八页，共59页。9第8页/共58页第九页，共59页。10第9页/共58页第十页，共59页。110.5mmAn average human hair is 18-80mmlConstructionlCore (玻璃(b l)芯) - Thin glass centre of

2、 the fibre where the light travels lCladding (玻璃(b l)封套) - Outer optical material (can also be glass) surrounding the core that reflects the light back into the core (以使光纤保持在芯内).lBuffer coating (塑料外套) - Plastic coating that protects (保护) the fibre from damage and moisture第10页/共58页第十一页，共59页。12Wavelen

3、gth (nm)Signal degradation (%/km)85060-75 (50) 1,31050-60 (20) 1,55050 (0.5) 第11页/共58页第十二页，共59页。13Glass fibren = 1.52n 1.52Normal line第12页/共58页第十三页，共59页。14n2)(n1 12sinnncGlass fibren = 1.52n 1.52Normal line第13页/共58页第十四页，共59页。15第14页/共58页第十五页，共59页。16& graded index (渐变式光纤).nSingle-mode fibre (单模光纤)

4、 - common for long distances and high speed. A core diameter of about 9 mm is used. 第15页/共58页第十六页，共59页。17第16页/共58页第十七页，共59页。18第17页/共58页第十八页，共59页。19第18页/共58页第十九页，共59页。20第19页/共58页第二十页，共59页。21第20页/共58页第二十一页，共59页。22)(ncvmaterialn()第21页/共58页第二十二页，共59页。23wwIwIIIwThe initial pulse (初始(ch sh)脉冲) will always

5、 contain light of different wavelengths. It is impossible to achieve a pure pulse as shown in the diagram, instead a pulse containing light of various wavelengths will be produced. 第22页/共58页第二十三页，共59页。24Distance travelled第23页/共58页第二十四页，共59页。251 0 1 1 0 0 11 0 1 1 0 0 1?100 km100 km100 kmGetting smea

6、redClear dataData lossUSELESSDispersion is important because it cause data loss! 第24页/共58页第二十五页，共59页。26第25页/共58页第二十六页，共59页。第26页/共58页第二十七页，共59页。28Measurement AreaOptical FibreExternal Stimuli第27页/共58页第二十八页，共59页。29第28页/共58页第二十九页，共59页。30第29页/共58页第三十页，共59页。31第30页/共58页第三十一页，共59页。32Because of their thinne

7、ss, they do not degrade the integrity (完整性) of the composite in which they are embedded.Optical fibres can be employed for distributed measurements (分布式测控(c kn).第31页/共58页第三十二页，共59页。33第32页/共58页第三十三页，共59页。34第33页/共58页第三十四页，共59页。35第34页/共58页第三十五页，共59页。36第35页/共58页第三十六页，共59页。37na reference is used that can

8、 account for the loses and changes in the source. 第36页/共58页第三十七页，共59页。38Source第37页/共58页第三十八页，共59页。39第38页/共58页第三十九页，共59页。第39页/共58页第四十页，共59页。41第40页/共58页第四十一页，共59页。42第41页/共58页第四十二页，共59页。43第42页/共58页第四十三页，共59页。44Strain induced shift第43页/共58页第四十四页，共59页。45第44页/共58页第四十五页，共59页。46第45页/共58页第四十六页，共59页。47tvd 第46

9、页/共58页第四十七页，共59页。48d distancet timev - velocity第47页/共58页第四十八页，共59页。49第48页/共58页第四十九页，共59页。50Length over which a deformation is measured第49页/共58页第五十页，共59页。第50页/共58页第五十一页，共59页。52第51页/共58页第五十二页，共59页。53Bridges in Norway and the USA have strain sensors embedded (应变传感器嵌入) in them, all located on a single fibre. It is therefore possible to know the condition that the bridge is in (vibration, corrosion, (振动(zhndng), 腐蚀 etc.) at multiple points by looking at only one sensor output. 第52页/共58页第五十三页，共59页。54第53页/共58页第五十四页，共59页。55such as