传感器原理与应用 第九章9-3_第1页
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例9-7球面光纤液位传感器图9-19球面光纤液位传感器(a)探头结构将光纤用高温火焰烧软后对折，并将端部烧结成球形。LEDPD12光由光纤的一端导入,在球状对折端部一部分光透射出去,另一部分光反射回来,由光纤的另一端导向探测器。反射光强的大小取决于被测介质的折射率。被测介质的折射率与光纤折射率越接近，反射光强度越小。显然，传感器处于空气中时比处于液体中时的反射光强要大。(b))检测原理空气液体例9-8斜端面光纤液位传感器图9-20斜面反射式光纤液位传感器光纤(a)(b)光纤棱镜当传感器接触液面时，将引起反射回另一根光纤的光强减小。例9-9单光纤液位传感器图9-21单光纤液位传感器结构1光纤；2耦合器12当光纤处于空气中时，入射光的大部分能在端部满足全反射条件而返回光纤。当传感器接触液体时，由于液体的折射率比空气大，使一部分光不能满足全反射条件而折射入液体中，返回光纤的光强就减小。利用X形耦合器即可构成具有两个探头的液位报警传感器。若在不同的高度安装多个探头，则能连续监视液位的变化。为了防止当探头离开液体时，由于有液滴附着在探头上，传感器不能立即响应，可作一些改变。将光纤端部的尖顶略微磨平，并镀上反射膜。这样，即使有液体附着在顶部，也不影响输出跳变。另外可在顶部镀的反射膜外粘上一突出物，将附着的液体导引向突出物的下端。可保证探头在离开液位时也能快速地响应。例9-10光纤涡街流量计图9-23光纤涡街流量计光源探测器光纤夹密封胶液体流管光纤张紧重物频谱分析记录当流体受到一个垂直于流动方向的非流线体阻碍时，在某些条件下会在流体的下游两侧产生有规则的旋涡。这种旋涡将会在该非流线体的两边交替地离开。当每个旋涡产生并泻下时，会在物体壁上产生一侧向力。周期产生的旋涡将使物体受到一个周期的压力。若物体具有弹性，便会产生振动，振动频率近似地与流速成正比。因此，通过检测物体的振动频率便可测出流体的流速，由上式可知，流体的流速与涡流频率呈线性关系。光纤涡街流量计便是根据这个原理制成的，在横贯流体管道的中间装有一根绷紧的多模光纤，当液体或气体流经与其垂直的光纤时,光纤受到流体涡流的作用而振动,其振动频率近似与流速成正比。例9-11光纤多普勒流速计由激光光源(氢-氦激光)发出的光(频率为fi)导入光导纤维，经过分光镜后，光线通过光纤射向振动物体，由于振动物体(被测体)振动，产生散射(频率为fs)，被测物体的运动速度与多普勒频率之间的关系为式中fi为入射光频率，fs为散射光频率；

n为发生散射介质的折射率；

λ为入射光在空气中的波

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