光纖傳感器及其應用（簡體書）

《光纖傳感器及其應用》是根據光纖生產與應用、儀表與傳感器等相關生產企業的人才培養要求設立的高職院校一門新課程的教材。全書根據生產實際劃分為7個學習情境：光纖基本知識、強度調制型光纖傳感器及其應用、頻率調制型光纖傳感器及其應用、相位調制型光纖傳感器及其應用、偏振態調制型光纖傳感器及其應用、波長調制型光纖傳感器及其應用、非功能型光纖傳感器補償原理與技術，重點闡述強度調制型光纖傳感器及其應用。通過《光纖傳感器及其應用》的學習，可讓學生在完成每一個項目的過程中獲取技能經驗和理論知識，在完成數個項目的基礎上，再拓展相關技術理論知識，最後以技術理論知識指導每個學習情境中相關實訓項目的完成。《光纖傳感器及其應用》可作為高職院校光電子技術、光信息科學與技術、儀器與測量技術、光機電一體化等專業的教材，也可作為光纖傳感器企業工程師及相關技術人員的培訓指導手冊。

《光纖傳感器及其應用》為高職高專電子信息類專業“十二五”課改規劃教材之一。

學習情境一 光纖基本知識1.1 學習目標1.2 學習內容1.2.1 光纖的基本特性1.2.2 光纖傳感器的結構原理、分類及特點習題學習情境二 強度調制型光纖傳感器及其應用任務一 光纖一維位移傳感器2.1.1 光纖一維位移傳感器簡介2.1.2 光纖一維位移傳感器基本原理2.1.3 光纖一維位移傳感器探頭設計與擴展2.1.4 光纖一維位移傳感器的應用2.1.5 實驗實訓任務二 光纖煙霧傳感器2.2.1 光纖煙霧傳感器簡介2.2.2 光纖煙霧傳感器基本原理2.2.3 光纖煙霧傳感器探頭設計與擴展2.2.4 光纖煙霧傳感器的應用2.2.5 實驗實訓任務三 光纖二維位移傳感器2.3.1 光纖二維位移傳感器的基本原理2.3.2 光纖二維位移傳感器的應用2.3.3 實驗實訓任務四 光纖數值孔徑測量2.4.1 光纖數值孑L徑的定義2.4.2 用光斑法與遠場強度法測量數值孔徑2.4.3 光纖數值孔徑傳感探頭的設計與擴展2.4.4 應用2.4.5 實驗實訓任務五 光纖微彎傳感器2.5.1 光纖微彎傳感器原理2.5.2 光纖微彎傳感器探頭的設計與擴展2.5.3 光纖微彎傳感器的應用2.5.4 實驗實訓任務六 光纖壓力傳感器2.6.1 光纖壓力傳感器原理2.6.2 光纖壓力傳感器探頭的設計與擴展2.6.3 光纖壓力傳感器的應用2.6.4 實驗實訓任務七 光纖智能防盜報警傳感器2.7.1 光纖智能防盜報警傳感器的原理2.7.2 光纖智能防盜報警傳感器探頭的設計與擴展2.7.3 光纖智能防盜報警傳感器的應用2.7.4 實驗實訓任務八 光纖液位傳感器2.8.1 光纖液位傳感器原理2.8.2 光纖液位傳感器探頭的設計與擴展2.8.3 光纖液位傳感器的應用2.8.4 實驗實訓任務九 光纖溫度傳感器2.9.1 光纖溫度傳感器原理2.9.2 光纖溫度傳感器探頭的設計與擴展2.9.3 光纖溫度傳感器的應用2.9.4 實驗實訓任務十 光纖火災報警傳感器2.10.1 光纖火災報警傳感器原理2.10.2 光纖火災報警傳感器探頭的設計與擴展2.10.3 光纖火災報警傳感器的應用2.10.4 實驗實訓習題學習情境三 頻率調制型光纖傳感器及其應用3.1 學習目標3.2 學習內容3.2.1 頻率調制機理3.2.2 光纖多普勒技術3.2.3 光纖多普勒系統的局限性3.2.4 應用習題學習情境四 相位調制型光纖傳感器及其應用4.1 學習目標4.2 學習內容4.2.1 相位調制型光纖傳感器的原理4.2.2 干涉式光纖傳感器的類型4.2.3 相位調制型光纖傳感器的信號解調技術4.2.4 干涉式光纖傳感器應用實例4.2.5 干涉式光纖傳感器應用實例圖4.2.6 相位調制型光纖傳感器的發展習題學習情境五 偏振態調制型光纖傳感器及其應用學習情境六 波長調制型光纖傳感器及其應用學習情境七 非功能型光纖傳感器補償原理與技術

3）FBG在航空航天及船舶中的應用增強碳纖維復合材料的抗疲勞、抗腐蝕性能較好，質量輕，可以減輕船體或航天器的重量，已經越來越多地用于航空、航海工具。在復合材料結構的制造構成中埋放光纖光柵傳感器，可實現飛行器或船艦運行過程中機載傳感系統的健康檢測和損傷探測。一架飛行器為了監測壓力、溫度、振動、起落駕駛狀態、超聲波場和加速度情況，所需要的傳感器超過100個。美國國家航空和宇宙航行局對光纖光柵傳感器非常重視，它們在航天飛機X-33上安裝了測量應變和溫度的光纖光柵傳感網絡，對航天飛機進行實時健康監測。為了全面衡量船體的狀況，需要了解其不同部位的變形力矩、剪切壓力、甲板所受的沖擊力，普通船體大約需要100個以上的傳感器，因此采用FBG傳感器很適合于船體檢測。4）在石油化工中的應用石油化工工業屬于易燃易爆的領域，電類傳感器用于諸如油氣灌、油氣井、油氣管等領域的測量會存在不安全因素。基于光纖傳感器的特點，FGB傳感器非常適合應用在石油化工領域。美國CiDRA公司發展了基于光纖光柵的監測溫度、壓力和流量等熱工參量的傳感技術，并將其應用于石油和天然氣工業的鉆井監測，以及海洋石油平臺的結構監測。