Trafficdetection流量及流速檢測Trafficdetection流量檢測流量檢測流量的定義質量流量體積流量質量體積流量計量的應用熱工行業的任何一個環節無法保證正常生產貿易交往流量計量不準確化學成分分配比例失調無法保證產品質量發生生產安全事故介質流量的測量和調節占有重要地位流量的準確與否保證發電廠在最佳參數下運行經濟意義流量測量保證發電廠安全運行重要環節準確計量及時發出報警信號流量流速傳感器的種類工作原理、應用場景等均不相同對選用和應用合適的傳感器有所幫助了解常見種類的流量傳感器流量檢測的基本概念瞬時流量累積流量5min1h瞬時流量質量流量體積流量重量流量..................

以體積計算的單位時間內流過的流體量單位

流速：v通過微小面積的體積流量

體積流量

平均體積流量

2質量流量

以質量表示單位時間內通過的流體量單位

密度：ρ

質量流量

1h累積流量

累積體積流量

單位:

m3單位:

kg

質量累計流量流量檢測條件流量檢測方法非常多多樣性復雜性流量檢測方法的分類錯綜復雜檢測量的不同體積流量檢測質量流量檢測1容積法在單位時間內以標準固定體積對流動介質連續不斷進行度量排出流體固定容積數計算流量1容積法流量檢測儀表受流體的流動狀態影響小測量高黏度流體測量低雷諾數流體2速度法測出管道內的平均流速乘以管道截面面積求得流體的體積流量2速度法較寬的使用條件利用平均流速計算流量管路條件的影響很大流動產生渦流截面上流速分布不對稱測量誤差2速度法質量流量的檢測方法質量流量的檢測方法測定單位時間內通過管道的質量確定流量1直接法2間接法對被檢測物理量的直接測量判斷被檢測物的質量是否符合要求質量流量的檢測方法測定單位時間內通過管道的質量確定流量1直接法2間接法20hm25hm通過運算間接獲取流體的質量流量Thankyou謝謝大家謝謝大家Trafficdetection差壓式流量計差壓式流量計差壓式流量計差壓式流量計是一類歷史悠久、技術成熟、應用廣泛的流量計。歷史悠久技術成熟應用廣泛差壓式流量計按其檢測件的作用原理，可分為節流式、動壓頭式、水力阻力式、離心式、動壓增益式和射流式等，其中以節流式和動壓頭式應用最為廣泛。節流式動壓頭式水力阻力式離心式動壓增益式射流式節流式的特點是：結構簡單、使用壽命長、適應能力強，幾乎能測量各種工況下的流量。節流式結構簡單使用壽命長適應能力強測量各種工況流量根據節流原理測量流量如圖4-1-1所示的差壓式流量計由一次裝置和二次裝置組成，圖4-1-1差壓式流量計一次裝置二次裝置一次裝置稱為流量測量元件，它安裝在被測流體的管道中，產生與流量（流速）成比例地壓力差，供二次裝置進行流量顯示；圖4-1-1差壓式流量計一次裝置流量測量元件產生與流量（流速）成比例地壓力差二次裝置進行流量顯示二次裝置稱為顯示儀表，它接收測量元件產生的差壓信號，并將其轉換為相應的流量進行顯示。二次裝置顯示儀表接收測量元件產生的差壓信號轉換為相應的流量進行顯示圖4-1-1差壓式流量計差壓流量計的一次裝置常為節流裝置或動壓測定裝置（皮托管、均速管等）。一次裝置節流裝置或動壓測定裝置圖4-1-1差壓式流量計二次裝置為各種機械式、電子式、組合式差壓計配以流量顯示儀表。二次裝置圖4-1-1差壓式流量計差壓計的差壓敏感元件多為彈性元件。差壓敏感元件圖4-1-1差壓式流量計由于差壓和流量呈二次方根關系，故流量顯示儀表都配有開二次方裝置，以使流量刻度線性化。差壓和流量呈二次方根關系儀表配有開二次方裝置流量刻度線性化流量計算裝置顯示累積流量方便經濟核算發電廠主蒸氣、給水、凝結水等的流量測量都采用這種傳感器。流量計算裝置它由三部分組成：①將被測值轉換成差壓值的節流裝置；②信號的傳輸環節；③用來檢測差壓并轉換成4～20mA標準電流信號的差壓計或差壓變送器。圖4-1-2差壓式流量計組成示意圖4～20mAThankyou謝謝大家謝謝大家Electromagneticflowsensorstructure,principle,application同學們，今天我們主要學習電磁式流量計的工作原理、轉換電路及應用場合。電磁式流量傳感器結構、原理、應用電磁式流量傳感器結構、原理、應用電磁流量傳感器電磁流量傳感器可以用來測量酸，堿，鹽等腐蝕性液體或混有固體的液體，腐蝕性液體或混有固體的液體如泥漿和含有大量雜物的污水及粘度很大的介質。泥漿大量雜物污水粘度很大介質在化工、冶金、造紙、制藥、輕紡、釀酒、食品、環保、化纖、水利等行業獲得廣泛應用。化工冶金造紙制藥輕紡釀酒食品環保化纖水利廣泛應用首先，我們先學習一下電磁流量計。電磁流量計測量流量的傳感器與儀表隨著工業生產的發展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來越高，流量測量技術日新月異。工業生產的發展測量的準確度范圍的要求流量測量技術日新月異為了適應各種用途，各種類型的流量計相繼問世。目前，已投入使用的流量計已超過100種。已投入使用的流量計已超過100種從不同的角度出發，流量計有不同的分類方法。常用的分類方法有兩種：一是按流量計的結構原理進行分類；二是。流量計的結構原理流量計不同的分類方法流量計的測量原理法拉第電磁感應定律測量管內導電介質體積流量1.電磁式流量傳感器電磁流量傳感器是電磁流量計的組成部分，1電磁式流量傳感器瞬時流量與體積流量分體式一體式電磁流量傳感器和電磁流量轉換器配套組成分體型電磁流量傳感器，分體型電磁流量傳感器裝在管道上安裝在離傳感器200m以內2.工作原理電磁流量計的工作原理基于法拉第電磁感應定律。2工作原理法拉第電磁感應定律感應電動勢電動勢的大小與導體運動速度和磁感應強度大小成正比在圖4-2-2中，當導電流體以平均流速v(m/s）通過裝有一對測量電極的一根內徑為D(m）的絕緣管子流動時，并且該管子處于一個均勻的磁感應強度為B(T）的磁場中，那么在一對電極上就會感應出垂直于磁場方向和流動方向的電動勢E(V)。V（m/s）D（m）B（T）電動勢E(V)由電磁感應定律可得E

BD

通常，體積流量qv(m3/s）可以寫作電磁感應定律

體積流量qv(m3/s）電動勢當B是個常數時流量qV與電動勢E成正比則電磁流量轉換器一方面向電磁流量傳感器勵磁線圈提供穩定的勵磁電流，向電磁流量傳感器勵磁線圈提供穩定的勵磁電流以達到圖4-2-2中的B是個常量；同時把傳感器感應的電動勢放大、轉換成標準的電流信號或頻率信號便于流量的顯示、控制與調節。——常量把傳感器感應的電動勢放大、轉換成標準的電流信號或頻率信號便于流量的顯示、控制與調節c它廣泛地適用于石油化工、鋼鐵冶金、給水排水、水利灌溉、水處理、環保污水總量控制、造紙、醫藥、食品等工、農業部門的生產工藝過程流量測量和控制；適用于導電液體的總量計量。圖4-2-3轉換器電路結構石油化工鋼鐵冶金給水排水水利灌溉水處理環保污水總量控制造紙醫藥食品工、農業部門的生產工藝過程流量測量和控制導電液體的總量計量接下來，我們來學習一下電磁流量計應用于水處理系統。電磁流量計應用于水處理系統各種流量計的測量原理以及構造不同水處理系統12這主要是因為電磁流量計具有以下幾個優點：（1）測量不受被測液體的溫度、壓力或粘度的影響；（2）沒有壓力損失；能連續測量，測量精確度高；（3）口徑范圍和測量范圍大，測量范圍連續可調；與流速分布無關；電磁流量計的優點測量不受被測液體的溫度、壓力或粘度的影響；沒有壓力損失；能連續測量，測量精確度高；3口徑范圍和測量范圍大，測量范圍連續可調；與流速分布無關；45穩定性好，輸出為標準化信號，可方便地進入自控系統；變送器導管內壁有襯里材料，具備良好的耐腐、耐磨性；6轉換器體積小，消耗功率小，抗干擾性能強，便于現場觀察；應用于水處理系統的電磁流量計的襯里材料多選用氯丁橡膠，因其有較好的耐磨性。襯里材料較好的耐磨性安裝時遠離外界的電磁場源以免影響傳感器的工作磁場及流量信號傳感器水平安裝時，要求兩個電極的中心軸線處于水平狀態，防止顆粒雜質沉積，影響電極工作。傳感器水平安裝要求兩個電極的中心軸線處于水平狀態防止顆粒雜質沉積，影響電極工作測量管內應為滿管不允許大量氣泡通過傳感器不能滿足條件時采取相應措施同學們，本節課我們學習了電磁式流量傳感器結構、原理、應用，大家都學會了嗎？Thankyou謝謝大家謝謝大家Fundamentalsofultrasound,ultrasonicprobesandcoupling同學們，本節課我們一起來學習超聲波的基本原理。超聲波的基本原理、超聲波探頭與耦合超聲波的基本原理、超聲波探頭與耦合超聲波超聲波是頻率超過人耳聽覺頻率極限(大約為20kHz)機械波的總稱，頻率超過人耳聽覺頻率極限機械波的總稱20kHz氣體液體固體超聲波在標準條件下空氣中的速度大約是340m/s，在水中的速度為1440m/s。340m/s1440m/s超聲波空氣的測距標準頻率——20kHz高頻率的聲波有較好的指向性發散度比較大由于高頻超聲波在空氣中的發散和吸收散射衰減，超聲波測距一般都限制在短距離(幾十米以內)。高頻超聲波發散和吸收散射衰減測距限制在短距離(幾十米以內)由于聲波在水中的吸收散射衰減要小得多，吸收散射衰減小得多方向性更好頻率更高測量范圍可達千米的量級1.超聲波的頻率。振動在彈性介質內的傳播稱為波動,簡稱波。1超聲波的頻率波振動在彈性介質內的傳播——波動頻率在20Hz～20kHz之間,人耳所能聽到的機械波稱為聲波；20Hz～20kHz聲波低于20Hz高于20kHz聲波頻率的界限劃分如圖4-3-1所示。圖4-3-1聲波頻率的界限劃分當超聲波由一種介質入射到另一種介質時,由于在兩種介質中傳播速度不同,因此在介質表面會產生反射、折射和波形轉換等現象。在兩種介質中傳播速度不同反射折射波形轉換2.超聲波的波形由于聲源在介質中的施力方向與波在介質中的傳播方向不同,因此聲波的波形也不同。2超聲波的波形聲源在介質中的施力方向與波在介質中的傳播方向不同聲波的波形不同超聲波的波形通常有以下幾種。①縱波：質點振動方向與波的傳播方向一致的波。超聲波的波形種類①縱波質點振動方向波的傳播方向②橫波：質點振動方向垂直于傳播方向的波。②橫波質點振動方向波的傳播方向③表面波：質點的振動介于橫波與縱波之間,沿著表面傳播的波。③表面波質點的振動介于橫波與縱波之間橫波只能在固體中傳播,縱波能在固體,液體和氣體中傳播,而表面波隨深度的增加衰減很快。固體固體、液體，氣體隨深度的增加衰減很快為了測量各種狀態下的物理量,多采用縱波。為了測量各種狀態下的物理量多采用縱波固體、液體，氣體3.超聲波的反射和折射超聲波從一種介質傳播到另一介質時,在兩個介質的分界面上一部分被反射回原介質,這部分稱為反射波；圖4-3-3超聲波的反射和折射3超聲波的反射和折射這樣的兩種情況分別稱之為聲波的反射和折射,如圖4-3-3所示。接下來，我們來看看超聲波探頭。超聲波探頭換能晶片在電壓的激勵下發生振動頻率高波長短繞射現象小方向好成為射線而定向傳播以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。檢測手段超聲換能器超聲探頭超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發射超聲波，也可以接收超聲波。探測作用它有許多不同的結構，可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、直探頭(縱波)斜探頭(橫波)表面波探頭(表面波)蘭姆波探頭(蘭姆波)雙探頭(反射\接收)其他專用探頭超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片，構成晶片的材料可以有許多種。超聲探頭的核心塑料外套或者金屬外套每個探頭的性能不同大小、直徑和厚度各不相同圖4-3-5是壓電式超聲波探頭的結構圖,壓電式超聲波探頭主要由壓電晶片,吸收塊（阻尼塊）,保護膜等組成。圖4-3-5壓電式超聲波探頭的結構圖壓電晶片多為圓形板,厚度為δ。超聲波頻率f與其厚度δ成反比。壓片晶體的兩面鍍有銀層,作為導電的極板。超聲波頻率f與其厚度δ成反比厚度：δ導電極板吸收塊的作用是降低晶片的機械品質,吸收聲能量。降低晶片的機械品質吸收聲能量激勵電脈沖信號停止晶片繼續振蕩加長超聲波脈沖寬度沒有阻尼塊無論是直探頭還是斜探頭，一般不能直接將其放在被測介質(特別是粗糙金屬)表面來回移動，以防磨損。不能直接將其放在被測介質（特別是粗糙金屬）表面來回移動以防磨損超聲波的耦合更重要的是，由于超聲探頭與被測物體接觸時，在工件表面不平整的情況下，探頭與被測物體表面間必然存在一層空氣薄層。空氣薄層空氣的密度很小，將引起三個界面間強烈的雜亂反射波，造成干擾，而且空氣也將對超聲波造成很大的衰減。空氣的密度很小空氣對超聲波造成很大的衰減為此，必須將接觸面之間的空氣排擠掉，使超聲波能順利地入射到被測介質中。在工業中，經常使用一種稱為耦合劑的液體物質，使之充滿在接觸層中，起到傳遞超聲波的作用。充滿在接觸層中傳遞超聲波耦合劑的厚度應盡量薄一些，以減小耦合損耗。耦合劑的厚度應盡量薄一些減小耦合損耗常用的耦合劑有時為了減少耦合劑的成本，還可在單晶直探頭、雙晶直探頭或斜探頭的側面，加工一個自來水接口。減少耦合劑的成本在使用時，自來水通過此孔壓入到保護膜和試件之間的空隙中。使用完畢，將水跡擦干即可，這種探頭稱為水沖探頭。水沖探頭耦合劑的作用可以歸納為以下3點：（1）具有排除換能器與工件之間的空氣，填充不平的凹坑和縫隙的功能，防止縫隙中的空氣影響超聲波的透射；耦合劑的作用排除換能器與工件之間的空氣填充不平的凹坑和縫隙防止縫隙中的空氣影響超聲波的透射1減小超聲波在界面上的反射聲能增加穿過工件的透射聲能2一定的粘度和流動性防止換能器在工件表面摩擦受損方便探頭在工件表面進行移動3通常還要求耦合劑具有對工件無腐蝕，對操作人員無毒、無損害，對工件無腐蝕對操作人員無毒、無損害不易燃燒不易污染方便擦除同學們，本節課我們學習了超聲波的基本原理、超聲波探頭與耦合，大家都學會了嗎？Thankyou謝謝大家謝謝大家Ultrasonicflowmeter同學們，本節課我們學習超聲波流量計。超聲波流量計超聲波流量計超聲流量計超聲流量計是一種新型流量計，新型流量計20世紀70年代實際應用目前已成功地應用于河流量、血流量等特殊場合的流量測量中。河流量血流量超聲波在流動流體中傳播會帶上有關流體流速的信息，帶上有關流體流速的信息檢測流體流速和流量超聲流量計中發射和接受超聲波的部分稱為換能器。換能器以一定的方式穿過流動的流體接收換能器接收到返回的超聲波轉換成電信號經信號處理得到流體流速而流體質量流量qm與流速v之間滿足以下關系qm=ρVA式中，密度ρ、截面A一般都可以測量得到，因此檢測到流速v就可以得到質量流量。流速V可以得到質量流量流體質量流量qm與流速V之間滿足的關系

密度ρ、截面A一般可以測量得到超聲流量計按工作原理主要可以分為以下三種。超聲流量計工作原理1傳播時間差法2聲束偏移法3多普勒法產生的時差與流體流速有關精確測量河流流速或體積流量產生的偏移量與流速有關多普勒效應聲波束沿流體流動方向傳播的聲波與反向散射的聲波之間的頻差與流速有關。適用于醫學測量，因此在醫學上可用來測量人體血管深處的血流量。3多普勒法測量人體血管深處的血流量這幾種方法測量流量各有利弊，實際應用中可以根據被測流體和測量要求等加以選擇。各有利弊1傳播時間差法2聲束偏移法3多普勒法實際應用中根據被測流體和測量要求等加以選擇其中傳播時間差法是較為常用的一種方法，它又可分為時差法、相差法和頻差法。1傳播時間差法較為常用的方法時差法相差法頻差法超聲流量計的原理超聲波在靜止流體和流動流體中的傳播速度有所不同，傳播速度有所不同靜止流體中超聲波傳播速度為聲速c，假設流體流速為v，那么當超聲波傳播方向與流體流動方向一致時，其傳播速度為(c+v)；當兩者方向相反時,傳播速度為(c-v)。聲速c流速v方向一致

方向相反

圖4-3-10是傳播時間差法的測量原理圖，分別有兩組超聲波發射器和接收器T1、R1和T2、R2，超聲波發射器到接收器傳播路徑長度為L，圖4-3-10傳播時間差法的原理那么順方向即超聲波從T1到R1的傳播時間為而逆方向即超聲波從T2到R2的傳播時間為，兩束波傳播的時間差為一般工業過程中的v＜＜c，因此上式可以簡化為，所以v＜＜c當聲速一定時，測量超聲波順向和逆向傳播的時間差流體流速下面，我們學習一下超聲波流量計的主要特點。超聲流量計的主要特點1非接觸式測量儀表不會影響流場沒有壓力損失（2）適用范圍廣，在工程上適用于各種流體和中低壓氣體的流量測量，包括一般流量計難以解決的強腐蝕性、放射性等流體的流量測量問題，2適用范圍廣各種流體中低壓氣體強腐蝕性放射性采用多普勒法兩相流體流量彌補電磁流量計不能測量的非導電性流體的缺點（3）測量準確度不受流體電導率、黏度、密度、腐蝕性和成分的影響，3測量準確度電導率黏度密度腐蝕性成分不受管徑大小的限制管道直徑5～20cm流速0.001～100m/s（4）傳播時間差法只能用于清潔液體和氣體，4傳播時間差法多普勒法多普勒法測量精度不高5（5）多普勒法測量精度不高。同學們，本節課我們學習了超聲波流量計的測量原理及主要特點，大家都學會了嗎？Thankyou謝謝大家謝謝大家Themeasuringcircuitofaninductivesensor同學們，本節課我們學習的主要內容是光導纖維。首先，我們先來學習一下光纖的結構。什么是光導纖維什么是光導纖維項目四、流量及流速檢測光纖的結構如圖4-4-1所示。中心圓柱體，稱為纖芯，由某種類型的玻璃或塑料制成。環繞纖芯的是一層圓柱形套層，稱為包層，由特性與纖芯略有不同的玻璃或塑料制成。纖芯的折射率略大于包層的折射率。最外面通常由一層護套包覆。圖4-4-1光纖的結構纖芯的折射率略大于包層......................................................光纖的導光能力取決于纖芯和包層的光學性能，而纖芯的強度則由護套來維持。護套通常由塑料制成。纖芯包層護套導光能力纖芯強度光在光纖中傳播的基本原理可以用光線或光波的概念來描述。光線光波光線的概念是一個簡便的近似的方法，可以用它來導出一些重要概念，如全內反射概念、光線截留的概念等。光線近似方法全內反射光線截留進一步研究光的傳播理論不夠用必須借助波動理論。即要考慮到光是電磁波動現象以及光纖是圓柱形介質波導等，光線全內反射光線截留進一步研究光的傳播理論光波光是電磁波動現象光纖是圓柱形介質波導研究光在圓柱波導中允許存在的傳播模式導出波導參數(V值)下面，先從光線在層狀介質中的傳播，來討論光在光纖中傳播的基本原理。光線在層狀介質中的傳播斯涅爾定律光線在兩種不同介質的分界面上會產生折射現象α：入射角β：折射角如圖4-4-2所示。圖4-4-2光線在兩種不同介質分界面上的折射n1和n2分別為介質1和介質2的折射率圖4-4-2光線在兩種不同介質分界面上的折射....................................光線在真空中的傳播速度與光線在該介質中的傳播速度之比。介質的折射率越高，則光線在該介質中傳播得越慢。介質的折射率定義光線由光的密媒質（折射率大）的介質向光的疏媒質（折射率小）的介質傳播時將發生全內反射，即反射光將不再離開介質1。圖4-4-2光線在兩種不同介質分界面上的折射密媒質疏媒質圖4-4-3光在光纖中的傳輸n2n1圖中所示的兩根光線，其中一根代表掠射角（入射角的余角）θ>θc（臨界角）的一些光線。這些光線由于從纖芯折射到包層中，不能傳播很遠。θ>θc不能傳播很遠另外一根代表掠射角θ＜θc（臨界角）的一些光線。這些光線每當光入射到纖芯一包層分界面時，都發生全反射，θ＜θc發生全反射所以這些光線一直被截留在光纖中，在界面上產生多次的全內反射，以鋸齒形的路線在纖芯中傳播。理想情況下將無損耗地傳輸到光纖端面θ＜θc接下來，我們來學習光纖的傳輸特性。光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性在光纖通信系統中是一個非常重要的問題，它直接影響到傳輸系統的最大傳輸距離。最大傳輸距離光纖的傳輸特性非常重要損耗特性色散特性非線性效應光波在光纖中傳輸時，隨著傳輸距離的增加而光功率逐漸下降，這就是光纖的傳輸損耗。光纖每單位長度的損耗，直接關系到光纖通信系統傳輸距離的長短。傳輸距離增加而功率逐漸下降單位長度的損耗傳輸距離的長短形成光纖損耗的原因很多，有來自光纖本身的損耗，也有光纖與光源的耦合損耗以及光纖之間的連接損耗。這里只對光纖本身的損耗進行簡單分析。光纖損耗的原因來自光纖本身的損耗光纖與光源的耦合損耗光纖之間的連接損耗來自光纖本身的損耗光纖與光源的耦合損耗光纖之間的連接損耗吸收損耗散射損耗(1)吸收損耗吸收作用是光波通過光纖材料時，有一部分光能變成熱能，從而造成光功率的損失。1.吸收損耗造成光功率的損失下面主要介紹本征吸收和雜質吸收。1.吸收損耗本征吸收雜質吸收光纖基本材料固有的吸收，并不是由雜質或缺陷引起。確定了特定材料的吸收下限吸收損耗的大小與波長有關，對于SiO2石英系光纖，本征吸收有兩個吸收帶，一個是紫外吸收帶，一個是紅外吸收帶。吸收損耗的大小與波長有關紫外吸收帶紅外吸收帶紫外區的波長范圍是6×10-3～0.39μm，它吸收的峰值在0.16μm附近，是在現用的光通信頻段之外（目前光纖通信使用的波長范圍是0.8～1.8μm）。紫外區的波長范圍是6×10-3～0.39μm，它吸收的峰值在0.16μm附近，是在現用的光通信頻段之外（目前光纖通信使用的波長范圍是0.8～1.8μm）。6×10-3μm0.39μm本征吸收峰值0.16μm現用光通信頻段之外0.8～1.8μm但此吸收帶的尾部可拖到1μm左右，將影響到0.7～1μm的波段范圍，隨著波長增加，吸收的能量按指數規律下降。6×10-3μm0.39μm本征吸收尾部0.16μm影響0.7～1μm的波段范圍1μm隨著波長增加，吸收的能量按指數規律下降紅外區的波長范圍是0.76～300μm，對于純SiO2的吸收峰值在9.1μm、12.5μm和21μm處。吸收帶的尾部可延伸到1.5～1.7μm，已影響到目前使用的石英系光纖工作波長的上限，這也是使得波段擴展困難的原因之一。0.76μm300μm本征吸收峰值9.1μm吸收帶的尾部可延伸到1.5～1.7μm12.5μm導致波段擴展困難21μm除本征吸收以外，還有雜質吸收，它是由材料的不純凈和工藝不完善而造成的附加吸收損耗。影響最嚴重的是過渡金屬離子吸收和水的氫氧根離子吸收。1.吸收損耗本征吸收除本征吸收以外，還有雜質吸收，它是由材料的不純凈和工藝不完善而造成的附加吸收損耗。影響最嚴重的是過渡金屬離子吸收和水的氫氧根離子吸收。1.吸收損耗雜質吸收是由材料不純凈和工藝不完善而造成的。過渡金屬離子吸收水的氫氧根離子吸收過渡金屬離子主要包括鐵、鉻、鈷、銅等，它們在光纖工作波段都有自己的吸收峰，如鐵離子的吸收峰在1.1μm處，銅離子的吸收峰在0.8μm處。雜質含量越高，損耗就越嚴重。為了降低損耗，需要嚴格控制這些金屬離子的含量。鐵鉻鈷銅吸收峰值1.1μm吸收峰值0.8μm雜質含量越高，損耗越嚴重熔融的石英玻璃中含水時，由水分子中的氫氧根離子(OH―）振動而造成的吸收為氫氧根離子吸收。它的吸收峰在2.7μm附近，振動損耗的二次諧波在0.9μm處，三次諧波在0.72μm處。近年來在生產工藝上使用了許多方法降低OH―的含量，目前在1.39μm處氫氧根離子的損耗已低于0.5dB/km。OH-OH-OH-氫氧根離子吸收吸收峰值2.7μm二次諧波0.9μm三次諧波0.72μm1.39μm處氫氧根離子損耗已低于0.5dB/km(2)散射損耗由于光纖的材料、形狀及折射指數分布等的缺陷或不均勻，光纖中傳導的光散射而產生的損耗稱為散射損耗。2.散射損耗材料形狀折射指數分布缺陷或不均勻散射產生的損耗線性散射損耗非線性散射損耗損耗功率與傳播模式的功率是否成線性關系....................................線性散射損耗主要包括瑞利散射和材料不均勻引起的散射，非線性散射主要包括：受激拉曼散射和受激布里淵散射等。這里只介紹兩種線性散射損耗。2.散射損耗線性散射損耗非線性散射損耗瑞利散射材料不均勻引起的散射受激拉曼散射受激布里淵散射①瑞利散射損耗。瑞利散射損耗也是光纖的本征散射損耗。這種散射是由光纖材料的折射率隨機性變化而引起的。光纖的本征散射損耗，由光纖材料的折射率隨機性變化引起瑞利散射損耗材料的折射率隨機性變化密度不均勻應力不均勻當折射率變化很小時，引起的瑞利散射是光纖散射損耗的最低限度，這種瑞利散射是固有的，不能消除。折射率變化很小時，引起的瑞利散射是光纖散射損耗的最低限度瑞利散射損耗不能消除瑞利散射損耗與1/λ?成正比，它隨波長的增加而急劇減小。長波長工作時瑞利散射大大減小②材料不均勻所引起的散射損耗。結構的不均勻性以及在制作光纖的過程中產生的缺陷也可能使光線產生散射。結構的不均勻性及制作光纖過程中產生的缺陷也能使光線產生散射。材料不均勻引起的散射損耗光纖中的氣泡未發生反應的原材料包層交界處粗糙它與瑞利散射不同，這種不均勻性較大，尺寸大于波長，散射損耗與波長無關。材料不均勻引起的散射損耗瑞利散射損耗不均勻性較大尺寸大于波長散射損耗與波長無關通過改造制作工藝予以減小2.光纖的色散特性光纖的色散特性光纖色散是光纖通信的另一個重要特性。光纖色散使輸入脈沖在傳輸過程中展寬，產生碼間干擾，增加誤碼率，這樣就限制了通信容量。因此，制造優質的、色散小的光纖，對增加通信系統的通信容量和加大傳輸距離是非常重要的。增加通信容量加大傳輸距離優質、色散小的光纖非常重要什么是光纖的色散？由于實際光源發出的不是單色光（或單頻的)，而是具有一定波長范圍的，這個范圍就稱為光源的譜線寬度，如圖4-4-4所示。圖4-4-4光源的譜線寬度一般將光功率降到峰值一半時所對應的波長范圍稱為光源的譜線寬度，用Δλ表示。ΔλΔλ越大，則表示光信號中包含的頻率成分越多；ΔλΔλ越小，則光源的相干性就越強。Δλ一個理想的光源發出的應是單色光，即譜線寬度應為零。理想的光源譜線寬度為零另外，光纖中傳輸的光信號是經過調制以后的信號，而調制信號又具有一定的帶寬，因此，送到光纖中的信號應該是一個被調制了的波譜。光纖中傳輸的光信號是調制信號送到光纖中的信號是被調制的波譜由此可以看出，光纖中傳送的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分構成的，它們有不同的傳播速度，將會引起脈沖波形的形狀發生變化。光纖中傳送的信號頻率成分和模式成分不同傳播速度不同脈沖波形的形狀發生變化也可以從波形在時間上展寬的角度去理解，也就是光脈沖在光纖中傳輸，隨著傳輸距離的加大，脈沖波形在時間上發生了展寬，。光纖中傳送的信號頻率成分和模式成分不同傳播速度不同脈沖波形的形狀發生變化光脈沖在光纖中傳輸傳輸距離加大脈沖波形在時間上發生展寬這種現象稱為光纖的色散。光纖中傳送的信號頻率成分和模式成分不同傳播速度不同脈沖波形的形狀發生變化光脈沖在光纖中傳輸傳輸距離加大脈沖波形在時間上發生展寬光纖的色散色散的大小，用色散系數表示，單位為ps/km·nm，即單位波長間隔內各波長成分通過單位長度光纖就產生的延時。光纖的色散ps/km·nm色散系數單位波長間隔內各波長成分通過單位長度光纖產生的延時（2）光纖中的色散光纖中的色散光纖中色散的分類模式色散材料色散波導色散模式色散：光纖中的不同模式，在同一波長下傳輸，各自的相位常數不同，它所引起的色散稱為模式色散。模式色散光纖中的不同模式，在同一波長下傳輸，各自的相位常數不同引起的。材料色散由于光纖材料本身的折射指數和波長呈非線性關系，從而使光的傳播速度隨波長而變化引起的。波導色散：光纖中同一模式在不同的頻率下傳輸時，其相位常數不同，這樣引起的色散稱為波導色散。波導色散光纖中同一模式在不同的頻率下傳輸時相位常數不同引起的模式色散材料色散從物理概念上可以看出，材料色散和波導色散都屬于頻率色散。模式色散材料色散波導色散頻率色散在多模光纖中，頻率色散和模式色散都存在；而在單模光纖中