智能傳感與檢測技術 教案 6-2 6.2 紅外傳感器6.3 光纖傳感器6.4激光傳感器

《智能傳感與檢測技術》課程教案授課章節(jié)6.2紅外傳感器6.3光纖傳感器6.4激光傳感器建議課時2授課方式理論知識講授+討論課+多媒體演示所屬專業(yè)教學目標1.了解紅外線與紅外傳感器2.掌握熱釋電紅外傳感器結構原理3.了解光纖傳感器及其應用4.了解激光傳感器及其應用教學重點紅外線與紅外傳感器熱釋電紅外傳感器結構原理教學難點熱釋電紅外傳感器結構原理參考教材《智能傳感與檢測技術》徐小華主編機械工業(yè)出版社ISBN978-7-111-76072-6教學內容『新課導入』自然界的物體，例如：人體、火焰甚至于冰都會放射出紅外線，只是其發(fā)射的紅外線的波長不同而已。用紅外線作為檢測媒介，來測量某些非電量，比可見光作為媒介的檢測方法要好。其優(yōu)越性很多?！菏谡n內容』6.2紅外傳感器6.2.1紅外傳感器概述人體的溫度為36～37℃，所放射的紅外線波長為9～10（屬于遠紅外線區(qū)），加熱到400～700℃的物體，其放射出的紅外線波長為3～5。（屬于中紅外線區(qū)）。紅外線傳感器可以檢測到這些物體發(fā)射出的紅外線，用于測量、成像或控制。圖6-14為電磁波譜中的紅外線。6.2.2熱釋電紅外傳感器熱釋電效應熱釋電紅外傳感器的結構探測元件（2）場效應管匹配器（3）干涉濾光片菲涅爾透鏡6.3光纖傳感器光纖自60年代問世以來，就在傳遞圖像和檢測技術等方面得到了應用。利用光導纖維作為傳感器的研究始于70年代中期。由于光纖傳感器具有不受電磁場干擾、傳輸信號安全、可實現(xiàn)非接觸測量，而且具有高靈敏度、高精度、高速度、高密度、適應各種惡劣環(huán)境下使用以及非破壞性和使用簡便等等一些優(yōu)點。無論是在電量(電流、電壓、磁場)的測量，還是在非電物理量(位移、溫度、壓力、速度、加速度、液位、流量等)的測量方面，都取得了驚人的進展。6.3.1光纖的結構實用的光纖是比人的頭發(fā)絲稍粗的玻璃絲，通信用光纖的外徑一般為125～140μm。一般所說的光纖是由纖芯和包層組成，纖芯完成信號的傳輸，包層與纖芯的折射率不同，將光信號封閉在纖芯中傳輸并起到保護纖芯的作用。工程中一般將多條光纖固定在一起構成光纜，如圖6-18所示。6.3.2光纖傳感器1.光纖傳感器的原理光纖傳感器一般由三個環(huán)節(jié)組成，即信號的轉換、信號的傳輸、信號的接收與處理。信號的轉換環(huán)節(jié)，將被測參數(shù)轉換成為便于傳輸?shù)墓庑盘?。信號的傳輸環(huán)節(jié)，利用光導纖維的特性將轉換的光信號進行傳輸。信號的接收與處理環(huán)節(jié)，將來自光導纖維的信號送入測量電路，由測量電路進行處理并輸出。2.光纖傳感器的特點1）靈敏度較高2）幾何形狀具有多方面的適應性，可以制成任意形狀的光纖傳感器3）可以制造傳感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉等）的器件；4）可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境；5）而且具有與光纖遙測技術的內在相容性。6.3.3光纖傳感器及其應用光纖位移傳感器光纖液位傳感器6.4激光傳感器利用激光技術進行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。【多媒體演示】多媒體課件見教材配套教學PPT『課堂小結』紅外線檢測技術廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、水產、醫(yī)學、土木建筑、海洋、氣象、航空、宇航等各個領域。紅外線應用技術從無源傳感發(fā)展到有源傳感（利用紅外激光器）。紅外圖像技術，從以宇宙為觀察