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傳感器調(diào)研報告
在當(dāng)下這個社會中,報告的適用范圍越來越廣泛,報告具有語言陳述性的特點。那么什么樣的報告才是有效的呢?以下是小編幫大家整理的傳感器調(diào)研報告,歡迎大家分享。
傳感器調(diào)研報告1
纖傳感器的分類
光纖傳感器具有多種分類方式,根據(jù)傳感原理可分為功能型傳感器和非功能型傳感器。功能型光纖傳感器也叫傳感型光纖傳感器,光纖直接作為敏感元件;非功能型光纖傳感器也叫傳光型光纖傳感器,光纖只作為傳輸光信號的媒介,需要利用其它的光敏元件來感知外界環(huán)境的變化。
纖傳感技術(shù)的發(fā)展
型光纖傳感器
當(dāng)環(huán)境介質(zhì)的折射率發(fā)生變化(如振動或溫度變化等引起),傳感光纖經(jīng)過此處時的光波相位會發(fā)生變化。對傳感光纖中的相干光進(jìn)行相位調(diào)制,檢測段處就可以觀察到外界環(huán)境變化帶來的干涉結(jié)果的變化,這就是干涉型光纖傳感器的工作原理。目前最常用的干涉型光纖傳感器有:邁克爾遜(Michelson)干涉型光纖傳感器、馬赫-曾德(Mach-Zehnder)干涉型光纖傳感器、法布里-珀羅(Fabry-Perot干涉型光纖傳感器、薩格納克(Sagnac)干涉型光纖傳感器。
與傳統(tǒng)光纖干涉儀傳感器相比,全光纖M-Z干涉x傳感器的結(jié)構(gòu)更為簡單。在同一根光纖上制作兩個相隔一定距離的光纖結(jié)構(gòu),使不同模式之間形成干涉,構(gòu)成光纖內(nèi)的M-Z干涉儀,因不需要耦合器,具有制作簡單,成本低,尺寸小,靈敏度和穩(wěn)定性高等顯著的優(yōu)點。
Hu Liang等人[一段液體填充的光子晶體光纖熔接到單模光纖上,構(gòu)成了一種M-Z干涉儀,其溫度和力傳感的'靈敏度分別為m/°C和-nm/N。Hui Ding等人[過在單模光纖尾端熔接一小段光子晶體光纖,制成一種光纖F-P型溫度傳感器,在°C范圍內(nèi)溫度響應(yīng)靈敏度達(dá)到-/°C。
光纖光柵傳感器
根據(jù)光纖光柵周期的長短,將光柵分為光纖布拉格光柵和長周期光纖光柵。光纖布拉格光柵的光譜是向前傳輸?shù)墓馀c反射回來的光,即傳輸方向相反的模式之間發(fā)生耦合。長周期光纖光柵的光譜是同向傳輸?shù)睦w芯基模與包層中的高階模之間的耦合,因而也叫透射光柵。光纖光柵的布拉格波長可以表示為,有效折射率neff和柵格周期?撰受溫度和應(yīng)變的影響,布拉格波長會隨溫度?姿Beagg=ff?撰和應(yīng)變的變化產(chǎn)生漂移,這就是光纖光柵傳感器的原理
Yan Feng等人[作了光纖光柵溫度傳感器,實驗表明在度段,溫度響應(yīng)靈敏度為°C。Xinpu Zhang等人[用多模光纖光柵多峰的特點,解決了在光纖傳感領(lǐng)域一直困擾大家的溫度、折射率等多物理量的交叉敏感問題。
光纖SPR傳感器
光纖表面等離子體共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)傳感器是一種將光纖作為激發(fā)SPR效應(yīng)基體的新型傳感器。傳統(tǒng)光纖SPR傳感方式主要有在線傳輸式和終端反射式,光纖傳輸模式的能量基本集中在纖芯區(qū)域,為保證 SPR效應(yīng)的產(chǎn)生,無論采用哪種方式,都需要去除其部分包層,在纖芯表面鍍上金屬薄膜。利用光在纖芯-包層界面發(fā)生全內(nèi)反射時產(chǎn)生的SPR效應(yīng),通過傳輸損耗譜的峰值變化來分析待測樣品的參數(shù)變化。
紀(jì)代,新型光子晶體光纖(Photonic Crystal Fiber,PCF)[開始進(jìn)入科研人員的視野。Hassani 等人提出了兩種基于PCF的SPR傳感器[在 PCF的第二層空氣孔內(nèi)壁鍍上金屬膜。空氣孔中填充的待測液體與金屬膜激發(fā)的表面等離子體模式發(fā)生耦合,仿真結(jié)果表明這種傳感器的分辨率能達(dá)到U。
纖傳感器的應(yīng)用
由于具有體積小、質(zhì)量輕、靈敏度高、耐腐蝕、電絕緣性好、抗電磁干擾等諸多優(yōu)點,光纖傳感器已經(jīng)在很多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
工程中的應(yīng)用
光纖傳感器能對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損傷實時監(jiān)測,因此光纖溫度、壓力傳感器被廣泛應(yīng)用于橋梁,隧道的裂縫、錯層以及水利大壩的滲漏和邊坡變形監(jiān)測,從而及時發(fā)現(xiàn)并排除安全隱患。
系統(tǒng)中的應(yīng)用
我國地域廣闊,各地地理環(huán)境和溫度差異很大,光纖電流傳感器和電功率傳感器形成陣列網(wǎng)格排列,對錯綜復(fù)雜的線路實現(xiàn)分布式監(jiān)控,監(jiān)測電力傳輸網(wǎng)絡(luò)中的溫度、電壓和電流等參數(shù),保證電力傳輸?shù)姆(wěn)定性以及安全性。
工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
光纖傳感器的耐水性、電絕緣性好,耐腐蝕、抗電磁干擾,特別適合在易燃易爆及強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用,因此可以應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中的井下氣體濃度監(jiān)測及油氣井開采過程中油、水、氣等生產(chǎn)參數(shù)的動態(tài)檢測。
醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
光纖傳感器有不受射頻和微波的干擾,絕緣性好等優(yōu)點,同時對生物體有著良好的親和性,因此光纖溫度、壓力傳感器被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的PH值測量、血液流速測量、醫(yī)用圖像傳輸?shù)确矫妗?/p>
傳感器調(diào)研報告2
調(diào)研內(nèi)容:發(fā)動機各部位溫度傳感器的工作原理、種類、特性參數(shù)、使用方法以及相應(yīng)配套的顯示儀表的有關(guān)信息。
調(diào)研時間:20xx年2月23日至4月3日。
調(diào)研方式:網(wǎng)上檢索,市場調(diào)研,查閱書籍文獻(xiàn)等。
調(diào)研人員:吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院楊益。
簡要目錄:
。ㄒ唬┌l(fā)動機溫度傳感器種類簡要介紹。
。ǘ囟葌鞲衅鞯墓ぷ髟。
(三)發(fā)動機各部位與溫度傳感器主要性能參數(shù)、傳感器的選擇及安裝。
。ㄋ模┏S冒l(fā)動機試驗溫度傳感器的市場價格。
。ㄎ澹┌l(fā)動機試驗溫度傳感器相對應(yīng)的顯示儀表。
(六)調(diào)研小結(jié)。
(一)溫度傳感器種類簡要介紹
溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。熱電阻主要有分度號為Pt100,Pt10,Cu50,Cu100的熱電阻等。熱電偶按國家標(biāo)準(zhǔn)主要分為分度號為S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。(國際上還有分度號N,其中B,E,R為鉑系熱電偶。)
熱電阻溫度傳感器主要有:鉑電阻溫度傳感器,半導(dǎo)體熱敏電阻溫度傳感器(NTC型),PN結(jié)溫度傳感器等。
熱電偶溫度傳感器主要有:分度號為S、B、E、K、R、J、T、N等的各種熱電偶。
。ǘ囟葌鞲衅鞴ぷ髟頍犭娮铚囟葌鞲衅鞴ぷ髟恚
熱電阻大都由純金屬材料制成,熱電阻的測溫原理是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù)。因此,只要測量出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓,就可以測量出溫度。目前主要有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻各自具有阻值隨溫度變化的函數(shù)。
金屬熱電阻:(以Pt100熱電阻為例)
R(t)=R(0)[1+At+Bt^2+C(t-100℃)t^3](-200~0℃)
R(t)=R0(1+At+Bt^2) (0~850℃)
式中,R(t)為溫度t時的阻值;R(t0)為溫度t0(通常為0攝氏度時溫度)時對應(yīng)電阻值;A,B,C為材料溫度系數(shù),實驗確定。
半導(dǎo)體熱敏電阻: R(t)=Aexp(B/t)式中Rt為溫度為t時的阻值;A、B取決于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)的常數(shù)。
熱電偶溫度傳感器工作原理:熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的`材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時,回路中就會有電流通過,此時兩端之間就存在電動勢——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極,溫度較高的一端為工作端,溫度較低的一端為自由端,自由端通常處于某個恒定的溫度下。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系,制成熱電偶分度表;分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的,不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時,只要該材料兩個接點的溫度相同,熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢將保持不變,即不受第三種金屬接入回路中的影響。其中,直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端(也稱為測量端),另一端叫做冷端(也稱為補償端);冷端與顯示儀表或配套儀表連接,顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。因此,在熱電偶測溫時,可接入測量儀表,測得熱電動勢后,即可知道被測介質(zhì)的溫度。
。ㄈ┌l(fā)動機各部位與溫度傳感器主要性能參數(shù)、傳感器的選擇、安裝方法
1:進(jìn)氣溫度、機油溫度通常用熱電阻或熱敏電阻傳感器來進(jìn)行測量。熱敏電阻主要性能參數(shù)有溫度范圍、熱時間常數(shù)、耗散系數(shù)、熱敏電阻B常數(shù)、置入深度等。列舉以下幾種常用型號及其參數(shù)。
M系列NTC傳感器主要性能參數(shù):
、贉囟确秶汗ぷ鞣秶鸀-40~200℃。
、跓釙r間常數(shù):>=20s。
、酆纳⑾禂(shù):>=17.0mW/℃。
MF11、MF12系列NTC傳感器主要性能參數(shù):
、贉囟确秶汗ぷ鞣秶鸀-55~125℃。
、跓釙r間常數(shù):<=30s。
、酆纳⑾禂(shù):>=6mW/℃。
MF54系列高精度NTC傳感器主要性能參數(shù):
、贉囟确秶汗ぷ鞣秶鸀-55~250℃。
②熱時間常數(shù):<=20s。
、酆纳⑾禂(shù):>=2mW/℃。
此外還有MF52、MF11(-80~200℃),MF51、MF96(300℃以下),MF92(300℃以上)等等。
熱電阻主要性能參數(shù)有溫度范圍、線性度、溫度系數(shù)、響應(yīng)時間、電阻率、置入深度等。列舉以下幾種常用型號及其參數(shù)。
WZP型(裝配型熱電阻)主要性能參數(shù):
、贉囟确秶汗ぷ鞣秶鸀-100~600℃。
、诜侄忍枺篜t100,Pt500,Pt1000。
、垌憫(yīng)時間:<=1s。
④絕緣電阻:>=100MΩ。
WZP533型鉑熱電阻主要性能參數(shù):
、贉囟确秶-50~400℃。
、诮^緣電阻:>=100MΩ。
2:排氣溫度通常用熱電偶傳感器來進(jìn)行測量。
熱電偶主要性能參數(shù)有溫度范圍、分度號、允許誤差等。主要性
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