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第1篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 光纖傳感技術(shù);流量計量儀;研制;應(yīng)用

中圖分類號TE9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2010)23-0156-02

光纖傳感技術(shù)與控制技術(shù)在油田聯(lián)合站應(yīng)用研究,是利用光纖傳感技術(shù)的高精度、非電、非接觸式檢測等特點,實現(xiàn)聯(lián)合站多項工藝參數(shù)的檢測;利用多級分布式控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)合站主要工藝過程自動控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮功能。近年來,我們通過在河南油田與雙河聯(lián)合站技術(shù)人員合作,在現(xiàn)有的光纖傳感產(chǎn)品基礎(chǔ)上,開發(fā)了光纖流量計量儀,探索一條用于我國油田聯(lián)合站綜合性生產(chǎn)過程的安全狀態(tài)監(jiān)測與評估新途徑,對油田聯(lián)合站綜合性生產(chǎn)過程的安全狀態(tài)監(jiān)測與評估,在科學(xué)研究中也具有十分重要的意義。

光纖計量儀采用容積式流量計介質(zhì)計量方式,由計量腔、轉(zhuǎn)子體、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)換機構(gòu)、計數(shù)顯示機構(gòu)、流量發(fā)訊機構(gòu)、轉(zhuǎn)速傳感器、光電轉(zhuǎn)換器等組成。當(dāng)被測液體流經(jīng)流量計時,流體的動壓力使進(jìn)出口間形成一個壓差而推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,流體經(jīng)由計量腔不斷地排出流量計。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一圈排出的液體體積是一個固定值,即排出量與轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)數(shù)成正比,通過傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)換機構(gòu),經(jīng)調(diào)整將旋轉(zhuǎn)次數(shù)輸送到計數(shù)顯示機構(gòu),顯示瞬時量和累計量,同時經(jīng)信號發(fā)訊機構(gòu)將流量信號送至二次表。

1 量發(fā)訊器

流量發(fā)訊器由轉(zhuǎn)數(shù)傳感器和光電轉(zhuǎn)換器組成,其工作原理見圖1,轉(zhuǎn)數(shù)傳感器通過專用聯(lián)軸器與被測流量計轉(zhuǎn)軸聯(lián)接,傳感器用的光學(xué)編碼器將被測軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成光脈沖信號,經(jīng)光纜傳送到操作室內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)變成方波電脈沖信號,再進(jìn)入其他二次儀表。

2 轉(zhuǎn)速傳感器

轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)有一個光學(xué)編碼器,它由一根主軸與外界相聯(lián)。轉(zhuǎn)速傳感器的光學(xué)編碼器與光纖液位變送器的光學(xué)編碼器很相似,也是由光碼盤、軸及光纖探頭組成,只是只有一個光纖探頭。因為流量計只向一個方向轉(zhuǎn)動,不需要判別方向。紅外光從光電轉(zhuǎn)換器中發(fā)出,經(jīng)光纖光纜到達(dá)光纖探頭,當(dāng)光碼盤轉(zhuǎn)動時其齒孔對光進(jìn)行調(diào)制,使光不斷地被遮擋或通過,就形成光脈沖,通過光纖光纜傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器。由于只有一路光纖探頭,光碼盤每轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)也比光纖液位變送器的要少,為每轉(zhuǎn)輸出100個脈沖,光纖探頭的安裝也相對要方便一些。其光學(xué)編碼器的結(jié)構(gòu)可參見圖2。

3 光電轉(zhuǎn)換器

流量發(fā)訊器的光電轉(zhuǎn)換器與光纖液位變送器的光電轉(zhuǎn)換器基本相同,也是放在控制室內(nèi),與現(xiàn)場的轉(zhuǎn)速傳感器用光纜相連,其電源為5VDC來自二次儀表。不同的是只有一套光源和光電轉(zhuǎn)換裝置,光纜采用二芯光纜。其采用的紅外半導(dǎo)體光發(fā)射器LED是惠普公司生產(chǎn)的,光敏器件PIN是郵通訊元件硅光電池。LED發(fā)出的連續(xù)紅外光經(jīng)光學(xué)編碼器調(diào)制后,變成光脈沖被PIN接收,變成電脈沖并經(jīng)整形放大后輸出。它輸出的方波信號與傳統(tǒng)的發(fā)訊器相同,可以與流量計算儀,轉(zhuǎn)數(shù)顯示儀表或計算機接口等配合使用。

4 光纖流量計量儀的測試數(shù)據(jù)

第2篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

PCR生物芯片技術(shù)指的是通過采用光島遠(yuǎn)位合成或微量點樣的工作原理，對生物的大分子玻片、硅片等支持物上進(jìn)行固定，以準(zhǔn)確、快速、大信息量的對其細(xì)胞、蛋白質(zhì)以及基因進(jìn)行檢測。其特點就在于高能量、微型化以及自動化。如在利用傳統(tǒng)方法監(jiān)測食品中的單核細(xì)胞利斯特氏菌時，需要花費大量的時間，但是PCR技術(shù)生物芯片在其中的應(yīng)用的，大大的縮短了監(jiān)測分析細(xì)菌的時間[2]。這也表明了生物芯片技術(shù)在能夠的在短時間對生物分子的信息進(jìn)行分析，從而讓人們準(zhǔn)確的掌握樣品中的生物信息。不難看出，生物芯片技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用必然有著良好的前景。

2生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)指的是利用生物敏感元件與待測物質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系以及相互作用，檢出待測對象的具體成分，并將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)換為電子信號的一種技術(shù)。在對物質(zhì)進(jìn)行檢測時，由分子對已進(jìn)入固定化生物敏感膜的物質(zhì)進(jìn)行識別，發(fā)生相應(yīng)的生物反應(yīng)之后，將生物信號轉(zhuǎn)換為電信號，而后由相關(guān)儀表再對電信號進(jìn)行放大、輸出，最后由電子計算機處理后將待測物質(zhì)的種類以及濃度顯示在計算機屏幕上[3]。生物傳感器的特點很多，首先，生物傳感器的應(yīng)用能夠檢測出生物物質(zhì)的特異性和的多樣性，其次，生物傳感基礎(chǔ)的操作條件限制少，能夠在無試劑的條件下操作，較傳統(tǒng)的生物學(xué)及化學(xué)操作方法來說，有著更簡便、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢。如常見的酶傳感器、微生物傳感器以及生物電機傳感器、半導(dǎo)體生物傳感器等。在采用生物傳感器技術(shù)對污水以及廢水中的BOD含量、酚含量以及NO3-含量進(jìn)行測定時，能夠獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果。運用生物傳感技術(shù)分析大氣中二氧化塘含量、二氧化硫含量以及氮氧化物含量時都有著較好的效果[4]。另外，生物傳感技術(shù)還能用于檢測水體中的赤潮、有毒物質(zhì)、有機污染物等。由于生物傳感器有著的使用方便、成本低、省時、易制作等特點，人們在對環(huán)境中的污染物進(jìn)行監(jiān)測時也多愿意采用生物傳感器監(jiān)測的方式。同時，生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的前景也使得其商業(yè)化應(yīng)用水平獲得了一定程度的提高，如甲烷生物傳感器、氨生物傳感器、乙醇生物傳感器等。

3流式細(xì)胞測定技術(shù)

流式細(xì)胞測定技術(shù)值得是對液體中排成單列的細(xì)胞進(jìn)行定量分析和分選。其工作原理就是采用熒光染色的方式將待測樣品制成懸液，而對這些懸液體進(jìn)行施壓力，使之進(jìn)入流動室，以單列的方式進(jìn)行細(xì)胞排列。經(jīng)過流動室的噴嘴噴射后形成細(xì)胞流液，最后由熒光檢測器對其進(jìn)行檢查。作為一種測量速度快、能支持多參數(shù)測量，集中了光學(xué)、電子學(xué)、流體力學(xué)、細(xì)胞化學(xué)、免疫學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)在內(nèi)的高科技技術(shù)，能幫助人們更精確的進(jìn)行細(xì)胞分析和細(xì)胞分選。目前，流式細(xì)胞測定技術(shù)的應(yīng)用對象主要是用于監(jiān)測海洋生物，在與同位素示意的技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，能夠?qū)Σ煌悇e的浮游生物進(jìn)行檢測；在與DNA分子探針技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上，能夠監(jiān)測和分析海洋異氧細(xì)菌群等；在與高效液相色譜技術(shù)結(jié)合的基礎(chǔ)上，能夠檢測海洋生物中含有不同色素的浮游植物與海洋光學(xué)之間的關(guān)系?？偟膩碚f，流式細(xì)胞測定技術(shù)在海洋生物監(jiān)測中的運用，大大的擴展了環(huán)境保護與環(huán)境監(jiān)測的手段。

4微核技術(shù)

微核技術(shù)是一種新的生物學(xué)檢測技術(shù)。該技術(shù)的建立基礎(chǔ)是生物細(xì)胞染色體在環(huán)境污染因子的影響下而產(chǎn)生畸變并產(chǎn)生微核。微核的形成是由于內(nèi)外部環(huán)境對生物的綜合作用而引起染色體的結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，出現(xiàn)一些異常現(xiàn)象，如出現(xiàn)無著絲粒斷片。在細(xì)胞分裂的后期，這些異?，F(xiàn)象不能正常的朝著細(xì)胞的兩極進(jìn)行運動，而是停滯在細(xì)胞中央赤道板附近，而形成微核[5]。該技術(shù)微分子技術(shù)發(fā)展的推動下，在遺傳學(xué)終點原理的基礎(chǔ)上擴大了其檢測的對象和范圍，如細(xì)胞分裂、DNA修復(fù)損傷、基因擴增。但是該技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測中主要對象是動物的骨髓紅細(xì)胞系、外周血淋巴細(xì)胞等。

5結(jié)語

第3篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展情況；光纖傳感技術(shù)

中圖分類號：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0026-01

目前光纖傳感器在多個應(yīng)用領(lǐng)域都有著廣泛的傳播，并且起到了不錯的促進(jìn)作用。為了更好的發(fā)揮其功能特點，在今后的研究過程當(dāng)中，應(yīng)該增強技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展，從而促進(jìn)光纖傳感技術(shù)性能的發(fā)揮。以下就光纖傳感技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行探討分析。

1 光纖傳感技術(shù)的發(fā)展

1.1 光纖光柵傳感器

近幾年，光纖光柵傳感器成為了國內(nèi)外的研究熱點。一般的光纖光柵傳感器都是通過對布喇格波長的漂移量進(jìn)行測量來實現(xiàn)對被測量的檢測。此種傳感器可以很方便的構(gòu)成分布式的結(jié)構(gòu)，其靈敏度相對比較高，能夠代替其它結(jié)構(gòu)類型的光纖傳感器，可以實現(xiàn)對大型的構(gòu)件的實時監(jiān)測，在一根光纖當(dāng)中可以進(jìn)行多點測量。由于光纖光柵傳感器的多種優(yōu)勢，在很多場合都可以進(jìn)行測量。至今國內(nèi)外對其進(jìn)行研究的范圍主要體現(xiàn)在幾個方面：

（1）對傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、封裝技術(shù)等時機應(yīng)用的研究；（2）α槊舳雀摺⑿⌒突、低成本的探測技術(shù)的研究；（3）對能夠同時感測溫度變化以及應(yīng)變的傳感器的研究[1]。

1.2 陣列復(fù)用傳感系統(tǒng)

利用時分復(fù)用、空分復(fù)用以及波分復(fù)用等方式，將單點的光纖傳感器進(jìn)行陣列化，從而實現(xiàn)空間當(dāng)中多個點分時或者是同時傳感。如今應(yīng)用比較廣泛的有基于干涉結(jié)構(gòu)的陣列光纖傳感系統(tǒng)和光纖光柵陣列傳感系統(tǒng)。這種陣列式的光纖傳感系統(tǒng)能夠進(jìn)行長距離大范圍的多點傳感，同時也是大規(guī)模的光纖傳感器的主要發(fā)展方向。在今后的研究過程當(dāng)中，陣列式光纖光柵傳感器的主要研究方向為綜合復(fù)用式的應(yīng)用，比如說將干涉型檢查速度快、結(jié)構(gòu)靈敏度高的特點融入到光纖光柵傳感系統(tǒng)當(dāng)中，使其與光纖光柵的插入損耗低、易于光纖耦合以及高波長選擇性能的特點相結(jié)合，融合之后的結(jié)構(gòu)對于大規(guī)模組網(wǎng)傳感系統(tǒng)非常適合。但是陣列式的研究方向?qū)鞲性姆€(wěn)定性、靈敏度等也提出了更高的要求。

1.3 分布式光纖傳感系統(tǒng)

這種類型的傳感系統(tǒng)是根據(jù)沿線光波分布的參量以及被測量隨著時間與空間變化的分部信息，進(jìn)行大范圍的并且長距離的連續(xù)傳感，這代表了目前光纖傳感器的一個重要的發(fā)展方面。從不同的技術(shù)類型的角度來看，可以分為前向傳輸耦合、布里淵散射、自發(fā)拉曼散射以及后向瑞麗散射四種技術(shù)類型。不同種技術(shù)類型的光纖傳感器有著各自的特點，應(yīng)該根據(jù)實際的應(yīng)用來進(jìn)行合理的選擇。另外分布式的光纖傳感系統(tǒng)可以實現(xiàn)空間的測量連續(xù)性，這樣就很好的避免了使用多個分立的傳感元件，從而降低了生產(chǎn)成本。但是為了達(dá)到更高的測量精度以及更快更好的測量，還需要進(jìn)行更深一步的研究，其主要的研究方向包括幾個方面：

（1）新型的傳感機理的研究；（2）降低測量時間、擴大測量范圍；（3）增強系統(tǒng)的空間分辨力以及對信號接收與處理的檢測能力；（4）實現(xiàn)單根光纖上多個參數(shù)的策略[2]。

1.4 智能化光纖傳感技術(shù)

其智能化主要表現(xiàn)在實現(xiàn)信號的獲取傳輸與處理的一體化；實現(xiàn)多個功能的智能化；實現(xiàn)計算機技術(shù)、光纖通信傳感技術(shù)的融合。如今在多個應(yīng)用領(lǐng)域都對智能化的光纖傳感系統(tǒng)有著非常廣泛的應(yīng)用，比如說石油測井、聲發(fā)射檢測以及環(huán)境感知等。這項技術(shù)能夠?qū)ζ渲車沫h(huán)境進(jìn)行自我的感知、判斷、復(fù)性等多種功能，除此之外在土木工程、醫(yī)療、航空航天等多個領(lǐng)域也應(yīng)用非常廣泛。

2 光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在工程方面的應(yīng)用

光纖傳感技術(shù)在工程方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在對對布里淵光時域反射、拉曼光時域反射、光纖光柵等多種技術(shù)的應(yīng)用。其中布里淵散射在對長距離的分布式應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測時得到應(yīng)用，另外在對大中型建筑工程的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測的時候也有所應(yīng)有；拉曼光時域反射在對建筑物的火災(zāi)與滲透監(jiān)測時得到應(yīng)用；光纖光柵技術(shù)在對隧道以及橋梁的重點部位進(jìn)行監(jiān)測是應(yīng)用較為廣泛。

2.2 在電力領(lǐng)域方面的應(yīng)用

伴隨著人們對電力的要求不斷提高，傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)達(dá)不到人們的基本需求。以光纖傳感技術(shù)為背景，構(gòu)建的光纖電流傳感器能夠極大地提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性能，并且順應(yīng)了智能化電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，降低了供電損耗，提高了供電的質(zhì)量，響應(yīng)了國家節(jié)能減耗的號召。但是由于光纖傳感器對外界的溫度有著很強的敏感性，因此對其耐溫性能有待進(jìn)一步改良。

2.3 其他方面的應(yīng)用

光纖傳感器在石油工業(yè)、醫(yī)用領(lǐng)域、復(fù)合材料領(lǐng)域等方面也有廣泛的應(yīng)用。在石油工業(yè)方面，基于反射光強的泄露和液位以及傳輸損耗調(diào)制的傳感器，部分已經(jīng)流入市場來用于對石油勘探的光纖加速度傳感器以及光纖壓力傳感器在多個國家已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究；在醫(yī)用領(lǐng)域方面，對以激光多普勒頻移技術(shù)為基礎(chǔ)的血液流速進(jìn)行測量。

3 結(jié)語

光纖傳感器的優(yōu)勢在光電技術(shù)領(lǐng)域逐步的凸顯出來，實現(xiàn)了與光纖通信技術(shù)、計算機技術(shù)等的融合，在多個新型應(yīng)用領(lǐng)域都有著非常廣泛的使用。以光纖傳感技術(shù)為基礎(chǔ)的各種傳感器也得到了廣泛的發(fā)展，所以，為了進(jìn)一步促進(jìn)光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，就必須不斷地進(jìn)行創(chuàng)新研究，根據(jù)實際情況，研究出更好的光纖傳感器。

參考文獻(xiàn)

第4篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：光纖光柵傳感器；傳感技術(shù)；橋梁健康檢測

引言

重大的橋梁工程都是百年大計，但是由于各種外界環(huán)境的侵蝕，荷載的長期效應(yīng)等和一些不可避免的的長期效應(yīng)將會不可避免的導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的作用能力下降，特別是在極端條件下可能引發(fā)事故。因此，為了更好的保證適用性和耐久性，對重大的橋梁工程都要增設(shè)長期的檢測系統(tǒng)，長期的檢測結(jié)構(gòu)的安全服役狀況，并且為結(jié)構(gòu)的損傷演變提供了有效、直接的手段，還可以實時的提供檢測數(shù)據(jù)，從而避免了重大事故發(fā)生。

1 橋梁主要缺陷和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測內(nèi)容

1.1 橋梁主要缺陷

（1）橋梁外觀的缺陷；

（2）裂縫問題：施工期間的各種預(yù)留的縫隙以及收縮縫，在橋梁的使用長期的工程中會引起銹蝕和凍融的循環(huán)作用引起裂縫的不斷增大，鹽類以及酸的環(huán)境引起裂縫等；

（3）內(nèi)部缺陷；

（4）混凝土碳化、中性化；

（5）鋼筋銹蝕。

1.2 橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測內(nèi)容

（1）橋梁處于正常運營階段時的受力與物理狀態(tài)；

（2）大型橋梁的環(huán)境；

（3）主要受力構(gòu)件的耐久性表現(xiàn)；

（4）非主要構(gòu)件的和一些附屬的設(shè)施的工作狀態(tài)；

2 光纖光柵傳感器簡介

2.1 光纖光柵傳感器的結(jié)構(gòu)[2]及工作原理

光纖光柵是利用光纖中的光敏性[3]制成的。光敏特性是指激光束射在光纖上時，其折射率就會在空間上有相應(yīng)的變化值。而在芯片內(nèi)部形成的空間相位，其本質(zhì)就是一個帶寬比較小的濾波器或反光鏡。這時，通過光纖光柵的光敏特性在芯片里寫入了一段光柵，當(dāng)光源的光通過光纖時，在光柵處有選擇的反射，其余的部分透射，再在下一個具有不同的波長的地方再次的反射。由此當(dāng)外界的溫度，應(yīng)力等量變化時，導(dǎo)致的芯片里的折射率隨之改變，這時反射的波長也發(fā)生了變化，通過兩次的前后變化值，就可以獲得測試物理量的變化情況。

2.2 光纖光柵傳感器的應(yīng)用特點

光纖光柵傳感技術(shù)是直接對很多物理量感應(yīng)[4]，而且可以感應(yīng)溫度和應(yīng)變等微小量值的變化，還可以實現(xiàn)多個物理量同時測量，應(yīng)用的范圍及其的廣泛。同時FBG還可以實現(xiàn)分布式的矩陣形式，從而實現(xiàn)多點同時提取數(shù)據(jù)和信號，達(dá)到我們對橋梁的預(yù)警和診斷的目的。其主要技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢[5]包括：

（1）抗各種磁場的性能強，耐久性很好；

（2）測量的精度高，穩(wěn)定性和可靠性好，可實現(xiàn)對大型工程的測量；

（1）數(shù)據(jù)的集成性很強，便于成網(wǎng)和通信技術(shù)以及無線傳感相結(jié)合；

（2）重量體積小，便于安裝和測試方便，特別的適用微小應(yīng)變和溫度的測試；

2.3 光纖光柵傳感器在國內(nèi)外實際工程中的應(yīng)用

目前，由于高智能材料和傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖光柵更凸顯優(yōu)勢，在土木工程的應(yīng)用領(lǐng)域越來越熱。國內(nèi)外有很大光纖光柵傳感技術(shù)的的成功案例，并且檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果比較理想。早在1989年的時候美國的布朗大學(xué)（Brown University）教授門徳斯（Mendez）第一個提出了此技術(shù)用于橋梁結(jié)構(gòu)檢測的可能性。之后的很多國家如，加拿大、德國、英國、日本、瑞士等一些比較發(fā)達(dá)的國家，在各種結(jié)構(gòu)包括橋梁上的應(yīng)用不斷取得令人鼓舞的進(jìn)展，其實，我國的光纖光柵傳感技術(shù)的發(fā)展在90年代就開始了，清華大學(xué)、同濟大學(xué)、重慶大學(xué)以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)等知名高校對其進(jìn)行了理論的研究和測試，取得較好的結(jié)果。現(xiàn)在，橋梁的長期檢測中光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。

2.3.1 國內(nèi)應(yīng)用案例

（1）哈爾濱四方臺松花江大橋

此橋梁的檢測采用了光纖光柵傳感器，全橋有60個傳感器，已經(jīng)檢測3年的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了傳感器的成活率90%以上的測試。在橋梁的各種運營階段提供了可靠的數(shù)據(jù)。

（2）南京長江三橋在基礎(chǔ)的深水檢測中安裝了397個光纖光柵應(yīng)變計和自補償?shù)臏囟葌鞲衅鳎藰蚴悄壳霸谑┕た刂浦邪惭b有最多的應(yīng)變計和溫度傳感器的橋梁。也給長三橋的控制帶來了良好效果，帶來了社會和經(jīng)濟效益，具有很重要的推廣價值和意義。

2.3.2 國外應(yīng)用案例

（1）1993年加拿大的Beddington Trail 大橋是最早用光纖光柵傳感器進(jìn)行檢測的橋梁之一，全橋安裝了16個傳感器進(jìn)行長期的檢測。

（2）德累斯頓大學(xué)的 Meissner 等人將布拉格光柵埋入橋的混凝土棱柱中，測量荷載下的線性響應(yīng)，并用常規(guī)的應(yīng)變測量儀器作了對比試驗，證實了光纖光柵傳感器的應(yīng)用可行性[6]。

4 結(jié)語與展望

光纖光柵的傳感技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢，不僅是測試的精度，耐久性、穩(wěn)定性等，更重要的是靈活與方便，以及國內(nèi)外的應(yīng)用和研究表明，光纖光柵傳感器的溫度和應(yīng)變的測量切實可行的。它的出現(xiàn)徹底的改變了傳統(tǒng)的在土木工程中的檢測手段，進(jìn)入了自動化和智能化的研究新領(lǐng)域。另外，新型傳感器的成活率一直受到工程界的廣泛關(guān)注，日后，光纖光柵傳感器的發(fā)展會愈來愈完善，更好的服務(wù)其過程結(jié)構(gòu)應(yīng)用，把原來沒有生命力的傳感器在橋梁的檢測中賦予了感知和自診斷能力，對于橋梁的施工和長期的檢測具有重大意義。隨著光纖光柵傳感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，隨著此技術(shù)的成熟和器件的不斷提高，不久的將來光纖光柵傳感器必將在海洋、化工、醫(yī)學(xué)、水利水電、土木工程等各個領(lǐng)域有更為廣泛的應(yīng)用。

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第5篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 光纖傳感器； 拉曼散射； 電力電纜； 載流量/溫度

中圖分類號： TP 212文獻(xiàn)標(biāo)識碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2013.01.015

引言 隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，對電的需求量越來越大，水電、火電、可再生發(fā)電系統(tǒng)、城市變電的大規(guī)模建立，電纜輸電任務(wù)隨之加大，如何來保證電纜的安全正常有效的運營，保障電纜資產(chǎn)價值，成為一種迫切需要解決的問題。電纜運行不安全因素主要為電纜在運行時電纜發(fā)熱，導(dǎo)致電纜溫度過高致使電纜發(fā)生火災(zāi)。光纖傳感技術(shù)是伴隨著光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)發(fā)展而另辟新徑的一種嶄新的傳感技術(shù)。光纖傳感具有抗電磁干擾、靈敏度高、安全可靠、耐腐蝕、可進(jìn)行分布式測量、便于組網(wǎng)等諸多優(yōu)點。目前國內(nèi)外研究機構(gòu)用光纖傳感監(jiān)測技術(shù)對電力電纜在線測溫及載流量[1]的安全監(jiān)測的研發(fā)和應(yīng)用大多還處于初期研究階段，應(yīng)用也基本停留在對個別設(shè)備和某個部件的監(jiān)測上。比如Micron Optics公司推出的光纖點式測溫系統(tǒng)實現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機組的溫度檢測?；诶植际焦饫w溫度傳感技術(shù)的分布式光纖載流量/溫度安全監(jiān)測系統(tǒng)，不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點，而且還具有對光纖沿線各點的載流量/溫度的分布式傳感能力。利用這種特點可以連續(xù)實時測量光纖沿線幾十公里內(nèi)各點的溫度。定位精度≤1 m，測溫精度可達(dá)1 ℃，非常適用于高壓電力電纜的載流量/溫度傳感監(jiān)測的應(yīng)用場合。1系統(tǒng)工作原理分布式光纖載流量/溫度安全監(jiān)測系統(tǒng)由拉曼分布式光纖測溫傳感器、感溫光纜、載流量軟件以及電流記錄儀組成。拉曼分布式光纖測溫傳感器[24]能對電力電纜全線溫度進(jìn)行周期性實時在線監(jiān)測，對極易出現(xiàn)故障的電纜接頭進(jìn)行重點監(jiān)測。該項技術(shù)利用光纖作為傳感器，將光纖直接敷設(shè)在被測物體表面，在一定條件下被測物體各個位置的溫度信號會以光波的形式回傳到光纖端部，最終被提取并顯示出來。這種技術(shù)只需一根或幾根光纖就可以監(jiān)測長達(dá)數(shù)十公里的線型設(shè)備或點式設(shè)備。光纖的拉曼散射與溫度有著密切的關(guān)系。依據(jù)光時域反射測定法[5]，將短促的激光脈沖按精確的時間間隔注入光纖之中。在同一根光纖中，散射光的強度隨時間呈現(xiàn)出指數(shù)衰減。如果知道光在光纖中的傳播速度，就能計算出距離。從該指數(shù)衰減的偏差就能得出溫度。光纖既是該信號的生成器，又是該信號的渠道。反射光被分流到傳感器中來加以解碼。在光纖測溫系統(tǒng)連接的監(jiān)控屏上能同時顯示距離和溫度數(shù)據(jù)。利用此技術(shù)把光纖與被測高壓電纜采用接觸方式安裝，測出高壓電纜表面溫度，根據(jù)表面溫度，電纜結(jié)構(gòu)，輻射環(huán)境等因素，精確計算出電纜的線芯溫度，通過線芯溫度計算出通過線芯的載流量，并給出電纜對應(yīng)分區(qū)的最高溫度，電纜的運行溫度和電纜的負(fù)荷水平，對溫度異常點進(jìn)行報警。光學(xué)儀器第35卷

第1期楊斌，等：分布式光纖載流量/溫度安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究

第6篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

光學(xué)之芒,燦爛輝煌。在光學(xué)的領(lǐng)域里,他頭頂著太多的“光環(huán)”,卻沒有絲毫松懈,肩負(fù)著無限重任,但始終沉著、堅毅。他淵博寬厚,抱定赤子之心,十余載春秋獻(xiàn)身中國光學(xué)領(lǐng)域,他就是首都師范大學(xué)物理系研究員、系科研副主任張巖。

九天攬月鴻鵠志 步步為營創(chuàng)輝煌

在通往科學(xué)高峰的路上,張教授一路前行,品嘗著希望與困難,交融著榮耀與汗水,深造期間,他用不懈的努力換來了中國光學(xué)科技前沿領(lǐng)域的重大突破。讀研期間,他同導(dǎo)師劉樹田教授一起在國內(nèi)率先開展光學(xué)分?jǐn)?shù)傅立葉變換的研究。為利用光學(xué)分?jǐn)?shù)傅立葉變換進(jìn)行信息處理鋪平了道路。在中科院物理所攻讀博士學(xué)位期間,開拓了分?jǐn)?shù)傅立葉變換在光學(xué)信息處理領(lǐng)域中的應(yīng)用,被評價是國內(nèi)在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域研究工作中的優(yōu)秀成果具有國際先進(jìn)水平。

1999-2001年,他獲得日本學(xué)術(shù)振興會博士后基金資助,在日本山形大學(xué)工學(xué)部從事生物成像研究,被應(yīng)用在實際的儀器上。2001-2002年,他在香港理工大學(xué)電子工程系從事光纖氣體傳感器研究。其研究內(nèi)容被收錄在《光纖傳感技術(shù)新進(jìn)展》一書中,已出版發(fā)行。2002-2003年,他在德國洪堡基金的資助下在德國斯圖加特大學(xué)應(yīng)用光學(xué)研究所任洪堡研究員,從事數(shù)字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢復(fù)算法來進(jìn)行數(shù)字全息重建的新方案,引起了同行的重視和肯定。這部分內(nèi)容作為美國Nova Science出版社的新書《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已經(jīng)出版發(fā)行。

2003年,他進(jìn)入首都師范大學(xué)物理系工作,先后獲得了北京市科技新星計劃,北京市留學(xué)人員擇優(yōu)資助等人才項目的資助。作為北京市“太赫茲波譜與成像”創(chuàng)新團隊的核心成員,主要從事太赫茲波譜與成像,太赫茲波段表面等離子光學(xué)和微納光電子器件設(shè)計研究。他提出的多波長成像方法得到了美國Rice大學(xué)太赫茲研究者M(jìn)ittleman的認(rèn)可,被評價為不僅可以有效地增加成像范圍,還可以提高信噪比。多篇論文被太赫茲領(lǐng)域的虛擬期刊收錄。并于2007年和2009年分別到美國倫斯特理工大學(xué)和德國康斯坦茨大學(xué)進(jìn)行訪問研究。

歡聲震地 驚退萬人贏戰(zhàn)績

第7篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

微型光譜儀的實現(xiàn)可以應(yīng)用多種技術(shù)，目前常用的方法包括：采用新型濾光技術(shù)制作微型光譜儀；利用光纖的化學(xué)傳感性制成光纖探針進(jìn)行光譜分析；使用微細(xì)加工制作集成式微型光譜儀等。

2采用新型濾光技術(shù)的微型光譜儀

聲光可調(diào)濾光片(AOTF)是一種微型窄帶可調(diào)濾光片，是光譜儀微型化的一個發(fā)展方向，它通過改變施加在某種晶體上的射頻頻率來改變通過濾光片的光波長，而通過AOTF光的強度可利用改變射頻的功率進(jìn)行精密、快速的調(diào)節(jié)。它的分辨率很高，目前可以達(dá)到0.0125nm，沒有可動部件，波長調(diào)節(jié)速度快、靈活性高。

美國Brimrose公司和JetPropulsion實驗室聯(lián)合設(shè)計一種微型電晶體NIR光譜儀。這種基于AOTF的反射型近紅外微型光譜儀主要造用于航天領(lǐng)域，使用發(fā)光二極管(LED)陣列作為光源，光纖作為光波傳輸介質(zhì)，該光譜儀重量<250克，尺寸小9.2×5.4×3.2cm，超快速(4000波長/秒)，高可靠性并經(jīng)過美國國防核子局的防輻射測試。

美國HughesSantaMara研究中心研制的線性楔形光譜儀(專利產(chǎn)品)，是由一個微小模狀濾光片和一個陣列檢測器組成，可以對多個光譜頻帶進(jìn)行檢測。模形光譜儀內(nèi)有一個模形的多層薄膜介電材料構(gòu)成的干擾濾光片，濾光片與兩維檢測器緊臨，這樣根據(jù)濾光片在不同位置的帶通，每一列檢測器可以接收不同光譜波段的能量，所以單獨一個模形光譜儀可以覆蓋很寬的光譜范圍。模形光譜儀的光譜范圍受到濾光片、探測器材料特性的限制，還需要使用多種阻擋濾光片。工作光譜范圍分布在可見光和近紅外區(qū)(從400nm到1030nm)。該光譜儀在實驗中還獲得了線性色散率，色散率與點帶寬無關(guān)，而且濾光片可以根據(jù)檢測器陣列設(shè)計成不同的幾何形狀。

3利用光纖制作的微型光譜儀

光纖傳感器的主要特點是具有很高的傳輸信息容量，可以同時反映出多元成分的多維信息，并通過波長、相位、衰減分布、偏振和強度調(diào)制、時間分辨、收集瞬時信息等來加以分辨，真正實現(xiàn)多道光譜分析和復(fù)合傳感器陣列的設(shè)計，達(dá)到復(fù)雜混合物定分析對象的檢測，這對電傳感器和聲傳感器而言是望塵莫及的。光纖的探頭直徑可以小到與其傳播的光波波長屬于同一數(shù)量級，這樣小巧的光纖探頭可以直接插入那些非整直空間和無法采樣的小空間(如活體組織、血管、細(xì)胞)中，對分析物進(jìn)行連續(xù)檢測。

OceanOptics公司的MichaelJ.Morris等人研制一種緊湊級聯(lián)光纖DIP探針微小光譜儀，該系統(tǒng)的設(shè)計是使用單股光纖以獲得高分辨率光譜信息，對于決定液體的吸收、發(fā)射和散射，或測量pH或有毒金屬濃度使用固定指示材料。光譜儀的模式限制光學(xué)設(shè)計得到很高的光通量，常規(guī)應(yīng)用中可以使用50μm的光纖。

微型光纖光譜儀還有美國Stwenchristesen等人研制的便攜式光纖拉曼光譜儀，便攜式光纖拉曼光譜儀可以對化學(xué)試劑鑒定盒進(jìn)行非接觸分析，它包括二極管激光器、中階梯攝譜儀、電荷桐合器件(CCD)檢測器和一個帶有濾光涂層的光纖探針，這種光譜儀被用來分析密封玻璃容器中的化學(xué)試劑和其它有毒化學(xué)物。拉曼光譜是通過使用一個帶有25m光纖的EICRamanProbe探針獲得的。探針輸出功率在紫翠玉激光器下為80mW，而二極管激光器為137nW。這種微型拉曼光譜儀也可以用T單個活細(xì)胞的分析。

4集成微型光譜儀

利用MEMS和MOEMS的微加工技術(shù)也可以制作出微型光譜儀。GayiinM.Yee等人利用微機械加工方法直接在CCD成像器件上制作衍射光柵構(gòu)成集成式微型光譜儀，得到的光譜儀系統(tǒng)衍射效率可以達(dá)到63%，色散率為1.7mm/像元，分辨率為74.4。

IMS(InstituteofMicrotechnology，UniversityofNe11chatel，Switzerland)制作了一種基于光MEMS技術(shù)的微型傅里葉變換光譜儀(FTS)，它用一種由靜電驅(qū)動的電梳執(zhí)行器來完成微鏡的掃描運動。測量得到執(zhí)行器在38.5mm位移下的非線性為±0.5mm，在消除非線性后得到校正光譜，光譜重現(xiàn)率為±25nm。相位校正后在633nm波長下測量得到光譜儀的分辨率為6nm。

5結(jié)論

第8篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

關(guān)鍵詞:光纖傳感器;動態(tài)范圍;法拉第效應(yīng);脈沖電流

中圖分類號:TM452.94

0 引 言

隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展, 電力傳輸系統(tǒng)容量不斷增加,運行電壓等級越來越高,不得不面對棘手的強大電流的測量問題。一次儀表和二次儀表之間的電絕緣和信息傳遞的可靠性要求可能使傳統(tǒng)的測量手段無用武之地。而在高電壓、大電流和強功率的電力系統(tǒng)中,測量電流的常規(guī)技術(shù)所采用的以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的電流傳感器(簡稱為CT),暴露出一系列嚴(yán)重的缺點:由爆炸引起的災(zāi)難性事故的潛在危險;大故障電流導(dǎo)致鐵芯磁飽和;鐵芯共振效應(yīng);滯后效應(yīng);輸出端開路導(dǎo)致高壓;體積大、重量大、價格昂貴;精度無法做得很高;易受電磁干擾影響。傳統(tǒng)CT已難以滿足新┮淮電力系統(tǒng)在線檢測、 高精度故障診斷、電力數(shù)字網(wǎng)等發(fā)展的需要將光纖傳感技術(shù)引入到電流檢測中的光纖電流傳感器(簡稱 OCS)成為解決上述難題的最好方法。

自從1973年, A J Rogers首先提出光學(xué)電流傳感的想法以來,光纖傳感技術(shù)已發(fā)展了20多年。與普通電磁互感器相比,在高強電流測量應(yīng)用中光纖電流傳感器具有以下優(yōu)點[5]:光纖電流傳感器沒有磁飽和現(xiàn)象,也不像通常的電磁互感器的動態(tài)工作范圍受磁飽和效應(yīng)的限制;光纖電流傳感器抵抗高電磁干擾,對環(huán)境的要求低;光纖電流傳感器可以在較寬的頻帶內(nèi),產(chǎn)生高線性度響應(yīng);光纖電流傳感器體積比較小,安裝使用比較方便等。

總之,光纖電流傳感器具有許多優(yōu)點,尤其是它的絕緣性能好,體積小,成本低,并且頻帶寬,響應(yīng)時間短,可同時用于測量直流、交流及脈沖大電流,因此可望成為高壓下測量大電流的理想傳感器。

1 傳感器原理及光路設(shè)計

光纖電流傳感器利用磁光材料的法拉第效應(yīng),在光學(xué)各向同性的透明介質(zhì)中,外加磁場[WTHX]H[WTBZ]可以使在介質(zhì)中沿磁場方向傳播的平面偏振光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)[5[CD*2]7],偏轉(zhuǎn)角度通過檢偏器可確定。其原理如圖1所示,B為兩偏振器夾角,θ為平面光通過磁光晶體后發(fā)生的偏轉(zhuǎn)角。

其旋轉(zhuǎn)角Е扔牘獯播的磁光材料上的磁場中強度[WTHX]H[WTBX]和磁光材料的長度L成正比:當(dāng)[WTHX]Η[WTBX]一定時,旋轉(zhuǎn)的角度θ為:

式中:v為verdet常數(shù);[WTHX]Η[WTBX]為磁場強度;L為磁光玻璃長度。通電長直導(dǎo)線磁場公式:

再由式(4)可得:當(dāng)P=P0時,I┆max=2πrB/vL,只要角B越大,所能測的最大電流值也越大,所以在實驗中常用增大角B的辦法來增大其測量范圍。但在實際中,角B的增大到一定值后會使光路的調(diào)焦變得更困難,并使小信號更難測量,在以往實驗中一般取B=45°或相差不大的值。г詬檬笛櫓醒∮2 mW的激光器作調(diào)整光源,在第一次調(diào)焦時把磁光晶體的出射光投到1 m外的地方以便消除可能出現(xiàn)的雙折射,并用光學(xué)膠密封各接合面,使光路調(diào)整更容易操作,因此角B選擇了80°。上式中,夾角B在傳感器完工后是定值,因此只要測得P,P0值就可得到電流值。

在光路設(shè)計中,采用圖2所示結(jié)構(gòu)。暗灰色的箭頭線表示光線在傳感器中的傳輸路徑:光源發(fā)出的光經(jīng)帶自聚焦透鏡的光纖進(jìn)入傳感器,通過蒸鍍反射膜的直角棱鏡的反射改變?yōu)榫€偏振光進(jìn)入磁光晶體,偏振面受磁場調(diào)制的線偏振光經(jīng)過檢偏器和對應(yīng)的直角棱鏡后通過另一帶自聚焦透鏡的光纖進(jìn)入光電探測器。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

由式(4)可知,獲得P0,P即可得到被測電流值I。系統(tǒng)構(gòu)框圖如圖3所示。

其中,激光器采用恒流驅(qū)動,提供32 mA 恒定電流。通過出光功率自動控制電路,實現(xiàn)光功率反饋,將探測到的光電信號與激光器的驅(qū)動電流比較,以達(dá)到及時調(diào)整激光器工作光功率抖動的目的。

光檢測及放大部分電路實現(xiàn)了光/電轉(zhuǎn)換,并且對電信號放、濾波,以及分離直流信號和交流信號。原理框圖如圖4所示。

[JP2]信號采集處理部分實現(xiàn)對直流信號和交流信號分別采集,進(jìn)行處理。記錄下未通電流時的直流信號U0,作為基準(zhǔn)值,UХ直鷂帶有電流直流、交流信息的檢測值,經(jīng)過運算分別出被測電流I 的直流分量和交流分量。[JP]

3 實驗結(jié)果及分析

[JP2]在實驗的傳感頭內(nèi)孔徑D1=2 cm,外環(huán)直徑D2=5 cm,底座(即圖2中的plinth)厚度h=1.1 cm;準(zhǔn)直┢魘仟用能通過635 nm紅光的光纖和聚焦透鏡制成;磁┕餼И體厚度d=2 cm;verdet常數(shù)v=-1.17×10-3rad/A;光源輸出功率為1 mW;實驗中分別用連續(xù)電流和脈沖電流對其進(jìn)行檢測。實驗時把器件一端接在光源輸出端,另一個接在輸入端,并把通電導(dǎo)線從缺口橫穿過去就可開始測試。

3.1 用連續(xù)交流電測實驗

在用連續(xù)交流電測實驗中通過讀取光纖電流傳感器輸出的電壓與用標(biāo)準(zhǔn)器件測得的電流進(jìn)行比較,并把所得的電壓值等效為光纖電流傳感器的電流值。在實驗中標(biāo)準(zhǔn)器件使用的是電流互感器。表1是在某測試機構(gòu)中測得的數(shù)據(jù)。

第一組第二組第三組

電流 /kA電壓 /V電流 /kA電壓 /V電流 /kA電壓 /V

將表1中的電流值作為橫坐標(biāo),電壓值作為縱坐標(biāo)繪制成曲線,如圖5所示。可以看出,電壓與電流是近似成正比的。

從圖5 的數(shù)據(jù)可看到在100~3 000 A范圍內(nèi),系統(tǒng)具有良好的線性度。

3.2 用脈沖電流測實驗

由于一般測試機構(gòu)中很少測試上萬安的交流電,┩6和圖7是在某測試院中用脈沖電流實驗時在示波器上顯示的波形圖,上面曲線是通過光纖電流傳感器得到的波形,圖中曲線是通過電流互感器得到的波形。

圖6是用B=45°、峰值為32 kA的脈沖電流實驗得到的圖像。從圖中可看出光纖電流傳感器在10 kA左右的波形突然向下凹陷。經(jīng)檢驗是所測電流超過其最大測量范圍所致,即出現(xiàn)飽和失真。

圖7是B=80°、峰值為32 kA的脈沖電流實驗得到的圖像。在圖中,用光纖電流傳感器測得的電流波形曲線沒有失真,并且與用電流互感器測得的波形線較好的吻合,說明32 kA的電流在其動態(tài)范圍之中,并且響應(yīng)時間小于10 μs。

綜合上述實驗,系統(tǒng)在小電流測試時具有較好的線性度和穩(wěn)定性。在大電流測試中,第一次測試出現(xiàn)了飽和失真,第二次用增大角B的方法解決了失真的問題,并且動態(tài)范圍較大,響應(yīng)時間短。其實,由式(4)還可看出,通過增大verdet常數(shù)v,或磁光晶體長度L還可以使測量范圍變得更大,但這就需要重新定制、加工磁光[LL]晶體,使成本更高和制作時間更長。故第一次出現(xiàn)飽和失真后選擇了增大角B的方法。

4 結(jié) 語

在此用磁光晶體作材料,以法拉第旋光效應(yīng)為原理設(shè)計和制作了光纖電流傳感器的傳感頭,并用所設(shè)計的傳感頭搭建了實驗系統(tǒng)和進(jìn)行大電流的檢測實驗。實驗結(jié)果表明,該設(shè)計的傳感器在高電壓下能較準(zhǔn)確實現(xiàn)32 kA電流的測量。而且該器件結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、響應(yīng)時間短,具有較好的實用價值。

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第9篇：光學(xué)傳感技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：微機械加工技術(shù)；傳感器；應(yīng)用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.025

0 引言

微機械加工技術(shù)的興起要追溯到上世紀(jì)末，其快速發(fā)展的原因主要是因為微機械加工技術(shù)的使用涵蓋了多個學(xué)科，這也是它能夠廣泛被公眾關(guān)注的原因。其中有物理學(xué)、光學(xué)、力學(xué)以及生物學(xué)等等，這些學(xué)科都為微機械加工技術(shù)提供了一定的理論支持，使其在成熟發(fā)展后能夠運用于各個領(lǐng)域，如汽車制造、航天技術(shù)、生物化學(xué)工程等。作為本世紀(jì)初的新興技術(shù)，微機械加工技術(shù)由于其特有的特殊性，也逐漸體現(xiàn)出它在各個領(lǐng)域的重要性，因此收到了社會的廣泛關(guān)注和重視。不僅是我國，其他發(fā)達(dá)國家也對微機械加工的研究投入了大量了人力和物力，但在研究過程中也難免存在一些問題，通過本文對此技術(shù)的分析和研究，希望為這一技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供一定的借鑒意義。

1 微機械加工的基礎(chǔ)技術(shù)

1.1 LIGA技術(shù)

LIGA技術(shù)在過去的幾十年中始終是人們熟知和青睞的重要技術(shù)，它能夠?qū)鹑诓牧线M(jìn)行加工，也能夠?qū)μ沾伞⑺芰系确墙饘俨牧线M(jìn)行加工。由此看出，LIGA技術(shù)是新興的三維加工技術(shù)，并且其加工特點主要以“高深”而聞名，加工的深度能夠達(dá)到數(shù)百微米。LIGA技術(shù)主要以加速器作為加工基礎(chǔ)，將其產(chǎn)生的X射線刻在光敏聚合物層之上，形成部件的圖形，再通過電場把金屬遷移到已經(jīng)形成的模型中，從而完成金屬結(jié)構(gòu)。

1.2 微放電加工技術(shù)

微放電加工技術(shù)也有其獨有的特點，即加工阻力與其他技術(shù)相比都要小，不但能夠加工導(dǎo)電性材料，還能夠加工半導(dǎo)體材料。因此，微放電加工技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用于微機械構(gòu)件的制造。不僅如此，微放電加工技術(shù)還能夠解決銀鎢絲在機床上成形的關(guān)鍵問題，并且隨著多年的研究和發(fā)展，微放電技術(shù)在加工的精度和微細(xì)程度方面都實現(xiàn)了較大的突破。

1.3 腐蝕技術(shù)

腐蝕技術(shù)主要涉及到三個方面：第一，濕法腐蝕技術(shù)。這一技術(shù)以電化學(xué)為基礎(chǔ)，能夠精準(zhǔn)地控制腐蝕深度，主要用途于制作硅結(jié)構(gòu)。第二，干法腐蝕技術(shù)。其特點是具有較高的分辨率和精準(zhǔn)度，主要涉及到等離子體腐蝕。第三，各向異性腐蝕技術(shù)。通過腐蝕液在硅各個晶向上產(chǎn)生的有差異的腐蝕速度，并以此作為基礎(chǔ)，制作微結(jié)構(gòu)或者微型零件。

2 微機械加工技術(shù)在傳感器當(dāng)中的應(yīng)用

2.1 石英加速度傳感器

石英加速度傳感器，最早生產(chǎn)與法國，這種傳感器是由法國的LET1制造的，該傳感器有效的利用了微機械的加工技術(shù)，使得石英加速度傳感器除了有典型的尺寸之外，還有典型的設(shè)計外觀。在石英加速度傳感器當(dāng)中，傳感器的厚度一般為124um，傳感器自身的梁寬與梁長分別能夠達(dá)到5-8um以及2mm，在石英加速度傳感器當(dāng)中，質(zhì)量塊為2mm*2mm，探測器的間隙則為50um，線圈的厚度一般為3.5um，對于電機的制造，則利用機械掩膜蒸發(fā)來制造。在石英加速度傳感器當(dāng)中，其輸出方程一般用V0/V1=K0+K1ax+K2a2x+K3a3x+Kyay+Kzaz+e來進(jìn)行表示，在本公式當(dāng)中，K1用來表示比例因子，而偏置則用K0來進(jìn)行表示，而本公式當(dāng)中的ax、ay、az則分別用來表示加速度分量。

2.2 熱紅外位傳感器

在熱紅外傳感器的制作過程當(dāng)中，我們能夠看到這種傳感器對于微機械加工技術(shù)進(jìn)行了集中的使用，這種傳感器的陣列通過在一種懸臂上面來進(jìn)行構(gòu)成，這種懸臂的長、厚、寬應(yīng)支持3mm、10um、440um。在懸臂的自由端，應(yīng)設(shè)置膜層，并確保該膜層有一定的吸收性能，而在懸臂的另一端，則應(yīng)設(shè)置熱電偶。當(dāng)紅外位傳感器被放在輻射下面時，懸臂的自由端能夠吸收熱量，而熱量則通過懸臂來進(jìn)行傳到，從而被熱電偶陣列檢測出來。

2.3 角度傳感器

本傳感器的敏感部分，是由兩個扭轉(zhuǎn)桿支撐的懸浮可動微機械擺，一般來講，角度傳感器的制作過程為：在硅片上通過LPCVD的方法來沉積多晶硅作下電機，在沉積完成之后，還需要再沉積一層S1O2來作為犧牲層，此后，將沉積的較厚的多晶硅作為懸浮結(jié)構(gòu)，將犧牲層腐蝕掉，利用這種方法來得到想要的結(jié)構(gòu)。但是，如果存在一定水平的磁場，或者是存在恒定磁場的時候，懸浮的多晶硅結(jié)構(gòu)往往會轉(zhuǎn)出特殊的角度，這樣就能夠有效的測出電壓的傳輸形式。

3 結(jié)束語

如今，隨著時代的進(jìn)步以及科技的不斷發(fā)展，微機械加工技術(shù)已經(jīng)在各個行業(yè)當(dāng)中得到了充分的應(yīng)用，其涉足之廣，包含傳感器、微電子機械制作、微機械結(jié)構(gòu)加工等等，作為一種新興技術(shù)，微機械在硅平面的基礎(chǔ)上得到了長足的發(fā)展，微機械加工技術(shù)與傳感技術(shù)的結(jié)合，也得到了廣泛的應(yīng)用。本文從實際出發(fā)，并將微機械加工技術(shù)與傳感技術(shù)的結(jié)合作為視角，闡述了微機械加工技術(shù)在傳感技術(shù)的應(yīng)用，并對這些應(yīng)用進(jìn)行了一些研究，在此基礎(chǔ)上得到了些許結(jié)論，希望能夠在日后起到指導(dǎo)實踐的效果。

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