学习情境一 光纤基本知识 1
1.1 学习目标 1
1.2 学习内容 1
1.2.1 光纤的基本特性 1
1.2.2 光纤传感器的结构原理、分类及特点 8
习题 11
学习情境二 强度调制型光纤传感器及其应用 12
任务一 光纤一维位移传感器 12
2.1.1 光纤一维位移传感器简介 12
2.1.2 光纤一维位移传感器基本原理 12
2.1.3 光纤一维位移传感器探头设计与扩展 14
2.1.4 光纤一维位移传感器的应用 15
2.1.5 实验实训 20
任务二 光纤烟雾传感器 24
2.2.1 光纤烟雾传感器简介 24
2.2.2 光纤烟雾传感器基本原理 25
2.2.3 光纤烟雾传感器探头设计与扩展 27
2.2.4 光纤烟雾传感器的应用 27
2.2.5 实验实训 28
任务三 光纤二维位移传感器 29
2.3.1 光纤二维位移传感器的基本原理 29
2.3.2 光纤二维位移传感器的应用 31
2.3.3 实验实训 32
任务四 光纤数值孔径测量 36
2.4.1 光纤数值孔径的定义 36
2.4.2 用光斑法与远场强度法测量数值孔径 37
2.4.3 光纤数值孔径传感探头的设计与扩展 38
2.4.4 应用 38
2.4.5 实验实训 38
任务五 光纤微弯传感器 40
2.5.1 光纤微弯传感器原理 40
2.5.2 光纤微弯传感器探头的设计与扩展 43
2.5.3 光纤微弯传感器的应用 43
2.5.4 实验实训 47
任务六 光纤压力传感器 49
2.6.1 光纤压力传感器原理 50
2.6.2 光纤压力传感器探头的设计与扩展 50
2.6.3 光纤压力传感器的应用 50
2.6.4 实验实训 51
任务七 光纤智能防盗报警传感器 55
2.7.1 光纤智能防盗报警传感器的原理 55
2.7.2 光纤智能防盗报警传感器探头的设计与扩展 56
2.7.3 光纤智能防盗报警传感器的应用 57
2.7.4 实验实训 57
任务八 光纤液位传感器 58
2.8.1 光纤液位传感器原理 58
2.8.2 光纤液位传感器探头的设计与扩展 59
2.8.3 光纤液位传感器的应用 59
2.8.4 实验实训 59
任务九 光纤温度传感器 63
2.9.1 光纤温度传感器原理 64
2.9.2 光纤温度传感器探头的设计与扩展 68
2.9.3 光纤温度传感器的应用 69
2.9.4 实验实训 69
任务十 光纤火灾报警传感器 72
2.10.1 光纤火灾报警传感器原理 72
2.10.2 光纤火灾报警传感器探头的设计与扩展 72
2.10.3 光纤火灾报警传感器的应用 73
2.10.4 实验实训 73
习题 75
学习情境三 频率调制型光纤传感器及其应用 76
3.1 学习目标 76
3.2 学习内容 76
3.2.1 频率调制机理 76
3.2.2 光纤多普勒技术 77
3.2.3 光纤多普勒系统的局限性 80
3.2.4 应用 81
习题 83
学习情境四 相位调制型光纤传感器及其应用 84
4.1 学习目标 84
4.2 学习内容 84
4.2.1 相位调制型光纤传感器的原理 84
4.2.2 干涉式光纤传感器的类型 86
4.2.3 相位调制型光纤传感器的信号解调技术 94
4.2.4 干涉式光纤传感器应用实例 100
4.2.5 干涉式光纤传感器应用实例图 106
4.2.6 相位调制型光纤传感器的发展 107
习题 107
学习情境五 偏振态调制型光纤传感器及其应用 108
5.1 学习目标 108
5.2 学习内容 108
5.2.1 偏振态调制原理 108
5.2.2 偏振态调制型光纤传感器的应用 113
5.2.3 实验实训 115
习题 120
学习情境六 波长调制型光纤传感器及其应用 121
6.1 学习目标 121
6.2 学习内容 121
6.2.1 波长调制传感原理 121
6.2.2 光纤光栅的分类 122
6.2.3 光纤布拉格光栅 123
6.2.4 长周期光纤光栅在传感器领域的应用 126
6.2.5 光纤光栅折射率传感技术 127
6.2.6 传光型波长调制光纤传感器 130
6.2.7 波长调制型光纤传感器在智能材料及结构中的应用 135
习题 136
学习情境七 非功能型光纤传感器补偿原理与技术 137
7.1 学习目标 137
7.2 学习内容 137
7.2.1 引言 137
7.2.2 光源补偿方法 138
7.2.3 光路补偿方法 141
7.2.4 无源器件的影响及补偿 147
7.2.5 光调制器光学特性变化的影响及补偿 150
7.2.6 光电探测器的补偿 155
7.2.7 光纤传感探头的若干补偿措施 157
习题 160