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主题：【第六届原创】【第五届原创】光纤传感器在直读光谱中的应用（2012.8）

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发表于：2012/08/28 22:43:19 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

该帖子已被yonglinxu设置为精华；

光纤传感器在直读光谱中的应用

一、概述

光纤传感器(FOS Fiber Optical Sensor)是20世纪70年代中期发展起来的一种基于光导纤维的新型传感器，经过30多年的历程，目前已进入研究与应用并重阶段。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。因此，它同时具有光纤及光学测量的特点。

二、光纤传感器的优点

1．电绝缘性能好。

2．抗电磁干扰能力强。

3．非侵入性。

4．高灵敏度。

5．容易实现对被测信号的远距离监控。

6．具有灵活的可桡性。

7．可实现不带电的全光型探头。

8．频带宽动态范围大。

光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量。

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2012/8/28 22:55:53 沙发管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

光纤传感器可用很相近的技术基础构成传感不同物理量的传感器，便于与计算机和光纤传输系统相连,易于实现系统的遥测和控制。

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2012/8/30 8:16:56 Last edit by wccd

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2012/8/29 13:40:24 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

光纤传感器可用于高温、高压、强电磁干扰、腐蚀等恶劣环境，结构简单、体积小、重量轻、耗能少。

光导纤维的组成如图

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2012/8/30 8:17:17 Last edit by wccd

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2012/8/29 13:44:27 马扎管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

三、光导纤维的结构和传输原理

光导纤维(简称光纤)是用比头发丝还细的石英玻璃丝制成的，每一根光导纤维由一个圆柱形纤芯和色层组成，而且纤芯的折射率n₁略大于色层的折射率n₂，它们的相对折射率差用Δ表示，

Δ=1- n₂/ n₁

通常Δ为0.005～0.14。

光纤传感器的分类如表

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2012/8/30 8:17:44 Last edit by wccd

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2012/8/29 13:46:58 地毯管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

四、光纤传感器在直读光谱中的应用

光纤传感器在紫外、可见、近红外和红外波等光谱测量中得到了广泛的应用，同时在其他多种领域也得到有效的应用，如颜色测量、化学成份的浓度检测或电磁辐射分析等。

目前光纤传感器仅作为光电传感器应用于直读光谱仪，它是一种辅助功能器件，暂时还无法替代PMT和CCD检测器。

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2012/8/30 8:18:44 Last edit by wccd

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2012/8/29 13:48:47 地板管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

五、直读光谱导光系统

在直读光谱的激发室内，采用了直接光路和间接光路。

直接光路是激发光源的光不通过光纤传感器，直接进入分光室的一种设计；

间接光路就是通过光纤传感器进入分光室的另一种设计。

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2012/9/3 17:46:57 Last edit by wccd

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2012/8/29 13:50:05 6楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

六、台式机的直接光路和间接光路应用

直接光路是激发光源的光不通过光纤传感器，直接进入分光室的。

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2012/8/29 14:54:11 Last edit by wccd

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2012/8/29 13:51:11 7楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

七、移动式直读光谱仪的直接光路和间接光路应用

间接光路是激发光源的光通过光纤传感器，激发出来的光源通过光纤传感器间接进入分光室的。

英国牛津的手持式合金分析仪，德国斯派克的便携式金属分析仪是采用了原子发射光谱学的分析原理。通过激发电极发出的电弧或火花放电来激发样品，使其表面气化形成原子蒸气，该蒸气中的原子与离子被激发后产生发射光谱。发射光谱通过光导纤维进入到光谱仪的分光室中，色散成各元素光谱谱线。每个元素的最佳谱线可通过光电倍增管或CCD检测器检测出来。

英国牛津的手持式合金分析仪