Optisko šķiedru sensors ir sensors, kas mēra objekta stāvokli pārvērš izmērāmā gaismas signālsignāli. Optiskās šķiedras sensora darbības princips ir nosūtīt gaismas staru incidentu no gaismas avota uz modulatoru, izmantojot optisko šķiedru, un mijiedarboties ar ārējiem izmērītajiem parametriem modulatorā, lai padarītu gaismas optiskās īpašības, piemēram, gaismas intensitāti, viļņa garumu, frekvenci, fāzi, polarizācijas stāvokli utt. Tas mainās un kļūst modulēts optiskais signāls, kas pēc tam tiek nosūtīts uz optoelektronisko ierīci caur optoelektronisko iekārtu caur optisko šķiedru, un izmērīto parametru iegūst pēc demodulatora. Visā procesā gaismas stars tiek ieviests caur optisko šķiedru, un pēc tam tiek emitēts pēc tam, kad caur modulatoru. Optiskās šķiedras funkcija ir vispirms pārraidīt gaismas staru, un, otrkārt, darboties kā optisko modulatoru.
Attīstības virziens
Sensori attīstās jutības, precizitātes, pielāgošanās spējas, kompaktuma un inteliģences virzienā. Šajā procesā, optisko šķiedru sensori, jauns loceklis sensoru ģimenes, ir ļoti populāri. Optiskās šķiedras ir daudz lielisku īpašības, piemēram: anti-elektromagnētisko un atomu starojuma traucējumu veiktspēju, neliels diametrs, mīkstas, viegla svara mehāniskās īpašības; izolācija, neinduktīvās elektriskās īpašības; ūdens izturība, augstas temperatūras izturība, izturība pret koroziju, ķīmiskās īpašības utt. Ārējā informācija, ko jūs nevarat justies.
Līdzekļi
1. Sakarā ar prizmu izmantošanu atstarotājam tam ir augstāka noteikšanas veiktspēja un lielāka uzticamība nekā vispārējiem atstarojošiem gaismas kontroles sensoriem.
2. Salīdzinot ar atsevišķu gaismas vadības sensoru, ķēdes savienojums ir vienkāršāks un vieglāks.
3. Sprādzes iebūvētais dizains atvieglo uzstādīšanu
Izmantot
1. Izmanto tādu digitālo modeļu kā telefona un tīkla platjoslas pārraidei.
2. Banknošu, karšu, monētu, tirdzniecības automātu u.c. nodošana tirdzniecības automātos, ar terminālu saistītām iekārtām un naudas skaitītāji
3. Izmanto produktu pozicionēšanas, skaitīšanas un identifikācijas automatizētās iekārtas.
Princips
Optiskās šķiedras sensora pamatprincips ir nosūtīt gaismu no gaismas avota uz modulatoru caur optisko šķiedru. Pēc mērījuma parametra saskares ar gaismas ievadīšanu modulācijas zonā gaismas optiskās īpašības (piemēram, gaismas intensitāte, viļņa garums, frekvence, fāze, polarizācijas stāvoklis utt.) mainās, ko sauc par modulēto signālpreumiāciju, un pēc tam mērījumu pabeigšanai izmanto izmērīto gaismas caurlaidības raksturlielumu ietekmi.
Optisko šķiedru sensoriem ir divi mērīšanas principi.
(1) Princips fiziskā īpašuma tipa optiskās šķiedras sensoru. Fizikālās īpašības tips optiskās šķiedras sensors izmanto optisko šķiedru jutību pret vides izmaiņām, lai pārvērstu ievades fizisko daudzumu modulētā optiskajā signārā. Tās darbības princips ir balstīts uz optisko modulācijas efektu optisko šķiedru, tas ir, kad ārējie vides faktori, piemēram, temperatūra, spiediens, elektriskais lauks, magnētiskais lauks, uc izmaiņas, tās gaismas pārraides īpašības, piemēram, fāzes un gaismas intensitāte, mainīsies.
Tāpēc, ja gaismas fāze un gaismas intensitāte mainās caur optisko šķiedru var izmērīt, var būt zināmas izmērītā fiziskā daudzuma izmaiņas. Šis sensora veids tiek saukts arī par jutīgu elementa tipu vai funkcionālo optisko optisko sensoru. Lāzera gaismas avota staru kūlis izkliedē paralēlos viļņos un ir sadalīts divos virzienos ar staru sadalītāju, viens ir atsauces optiskais ceļš un otrs ir mērījuma optiskais ceļš. Ārējie parametri (temperatūra, spiediens, vibrācija, uc) izraisa garumu šķiedras mainīt un gaismas fāzes fāzes mainīt, tādējādi radot dažādu skaitu traucējumu bārkstis. Saskaitot tā režīma kustību, temperatūru vai spiedienu var izmērīt.
(2) Strukturētā optiskās šķiedras sensora princips. Strukturētais optiskās šķiedras sensors ir mērījumu sistēma, kas sastāv no gaismas detektora (jutīgs elements), optiskās šķiedras transmisijas cilpas un mērījumu ķēdes. Starp tiem, optiskā šķiedra tiek izmantota tikai kā transmisijas vidē gaismas, tāpēc to sauc arī par gaismas caurlaidīgā vai nefunkcionāla optiskās šķiedras sensors
Veiktspēju
Optiskās šķiedras ir daudz lielisku īpašības, piemēram: anti-elektromagnētisko un atomu starojuma traucējumu veiktspēju, neliels diametrs, mīkstas, viegla svara mehāniskās īpašības; izolācija, neinduktīvās elektriskās īpašības; ūdens izturība, augstas temperatūras izturība, izturība pret koroziju, ķīmiskās īpašības, uc , Tas var būt loma cilvēka ausis vietās nepieejamā vietās vai kaitīgs cilvēkiem (piemēram, kodolradiācijas jomās), un tas var arī pārvarēt cilvēka fizioloģiskās robežas un saņemt to, ko nevar sajust cilvēka sajūtas. Ārpus informācijas.
Līdzekļi
1. Augsta jutība;
2. Ģeometriskā forma ir pielāgojama daudzos aspektos, un to var pārvērst par jebkuras formas optisko šķiedru sensoriem;
Treškārt, tā var ražot ierīces, kas sajūt dažādu fizisko informāciju (akustisko, magnētisko, temperatūru, rotāciju utt.);
4. To var izmantot augstsprieguma, elektriskā trokšņa, augstas temperatūras, korozijas, vai citu skarbu vidē;
Piektkārt, un ir raksturīga saderība ar optisko šķiedru telemetrijas tehnoloģiju.
Optiskās šķiedras sensora priekšrocība ir tā, ka, salīdzinot ar tradicionālajiem sensoriem, optiskās šķiedras sensors izmanto gaismu kā pārvadātājs sensitīvu informāciju un optisko šķiedru kā vidēja pārraidot sensitīvu informāciju. Tam ir optiskās šķiedras un optiskās mērīšanas īpašības, un tam ir virkne unikālu priekšrocību. Laba elektriskās izolācijas veiktspēja, spēcīga antielektromagnētisko traucējumu spēja, neinvazīva, augsta jutība, viegli uztverama izmērītā signāla tālvadības uzraudzība, izturība pret koroziju, sprādziendrošas, elastīgs gaismas ceļš, viegli savienojams ar datoru.
Sensors attīstās jutības, precizitātes, pielāgošanās spējas, kompaktuma un inteliģences virzienā. To var izmantot vietās, kur cilvēki nevar sasniegt (piemēram, augstas temperatūras zonas vai teritorijas, kas ir kaitīgas cilvēkiem, piemēram, kodolradiācijas zonas). Tā var arī pārvarēt cilvēku fizioloģiskās robežas un saņemt ārēju informāciju, ko nevar sajust cilvēka maņas.
Klasifikāciju
Saskaņā ar testējamā objekta modulācijas režīmu to var iedalīt: intensitātes modulācija, polarizācijas režīms, fāzes režīms un frekvences režīms;
Atkarībā no tā, vai gaisma traucē, to var iedalīt: traucējumu veids un bez traucējumu veids;
Atkarībā no tā, vai mērījumu var nepārtraukti uzraudzīt, palielinoties attālumam, to var sadalīt: sadalīt un balstīt uz punktiem;
Saskaņā ar lomu optisko šķiedru sensoriem, to var iedalīt: viens veids ir funkcionāls (Funkcionālā šķiedra, saīsināti kā FF) sensori, kas pazīstams arī kā sensori; otrs ir nefunkcionālais tips (Non Functional Fiber, saīsināti kā NFF), un to sauc par gaismas pārvades sensoru.
Salokāmās funkcijas tips
Funkcionālais sensors izmanto optiskās šķiedras īpašības, lai izmantotu optisko šķiedru kā jutīgu elementu. Izmērītā gaisma modulē optiskajā šķiedrā pārraidīto gaismu, lai mainītu caurplūdes gaismas intensitāti, fāzi, frekvenci vai polarizācijas stāvokli. Signāls tiek demodulēts, lai iegūtu testējamo signālu.
Optiskā šķiedra ir ne tikai gaismas guide vidē, bet arī jutīgs elements. Gaisma tiek mērīta un modulēta optiskajā šķiedrā, un galvenokārt tiek izmantota multimode optiskā šķiedra.
Priekšrocības: kompakta struktūra un augsta jutība.
Trūkumi: īpaša optiskā šķiedra ir nepieciešama, augstas izmaksas,
Tipiski piemēri: optisko šķiedru žiroskopi, optisko šķiedru hidrofoni utt.
Salocīts nefunkcionālas šķiedras tips
Nefunkcionēgājušu optisko šķiedru sensori izmanto citas jutīgas sastāvdaļas, lai sajustu mērāmās izmaiņas. Optiskās šķiedras izmanto tikai kā informācijas pārraides datu nesējus, un bieži tiek izmantotas viena režīma optiskās šķiedras.
Optiskā šķiedra ir tikai loma vadošo gaismu, un gaismas uz optiskās šķiedras tipa jutīgs elements ir modulēts ar mērījumu.
Priekšrocības: Optisko šķiedru var izmantot elektriskai izolācijai un datu pārraidei, un elektromagnētiskie traucējumi neietekmē optisko šķiedru pārraidīto signālu.
Lielākā daļa no praktiskiem ir nefunkcionālas optiskās šķiedras sensori. AnyWay mainīgas frekvences sprieguma sensors, maināmas frekvences strāvas sensors un maināmas frekvences jaudas sensors (sprieguma un strāvas sensoru kombinācija) pieder pie nefunkcionālas optiskās šķiedras sensoriem, kuriem ir unikālas priekšrocības jaudas mērījumos sarežģītās elektromagnētiskajās vidēs.
Fiber optic sensori ir jauna tehnoloģija, kas ir parādījusies pēdējos gados. To var izmantot, lai mērītu dažādus fiziskos daudzumus, piemēram, skaņas lauku, elektrisko lauku, spiedienu, temperatūru, leņķa ātrumu, paātrinājumu utt., kā arī var veikt mērījumu uzdevumus, kurus ir grūti pabeigt ar esošajām mērīšanas tehnoloģijām. Nelielā telpā, spēcīgā elektromagnētiskā traucējumu un augstsprieguma vidē, optisko šķiedru sensori ir parādījuši unikālas iespējas. Ir vairāk nekā 70 veidu optisko šķiedru sensoru, kas ir aptuveni sadalīti optisko šķiedru sensoriem un sensoriem, izmantojot optiskās šķiedras.
Tā sauktais optiskās šķiedras sensors nozīmē, ka optiskā šķiedra pati tieši saņem ārējo mērījumu. Ārējais izmērītais fiziskais daudzums var izraisīt mērīšanas sieta garuma, refrakcijas indeksa un diametra maiņu, lai optiskās šķiedras gaismā mainīties amplitūda, fāze, frekvence, polarizācija utt. Gaisma, ko caur mērīšanas balstiekārta un atskaites stūra atskaites spulgs traucē viens otram (salīdzinājumā), lai varētu mainīt izejas gaismas fāzi (vai amplitūdu) un izmērītās izmaiņas, pamatojoties uz šīm izmaiņām. Fāze, kas pārraida optisko šķiedru, ir ļoti jutīga pret ārējām ietekmēm, un fizisko daudzumu, kas atbilst nelielām fāzes izmaiņām 10 mīnus 4 radiāns, var noteikt, izmantojot traucējumu tehnoloģiju. Izmantojot tinumu īpašības un zemu zaudējumu optisko šķiedru, ļoti ilgi optisko šķiedru var sasists vērā maza diametra optisko šķiedru spole, lai palielinātu izmantošanas garumu un iegūt lielāku jutību.
Optiskās šķiedras akustiskais sensors ir sensors, kas izmanto pašu optisko šķiedru. Kad optiskā šķiedra ir pakļauta ļoti mazam ārējam spēkam, tā būs nedaudz saliekta, un tās gaismas caurlaides spēja ievērojami mainīsies. Skaņa ir sava veida mehānisks vilnis, un tās ietekme uz optisko šķiedru ir spēkā optisko šķiedru un ražot lieces. Skaņas stiprumu var iegūt, saliecot. Fiber optic žiroskops ir arī sava veida optisko šķiedru sensoru. Salīdzinot ar lāzera žiroskopu, optisko šķiedru žiroskopam ir augsta jutība, maza izmēra un zemas izmaksas. To var izmantot augstas veiktspējas inerciālo navigācijas sistēmas gaisa kuģu, kuģu, raķešu, uc Attēlā parādīts šķiedru optisko sensoru turbīnu plūsmas mērītāja princips.
Salocīts Bragg režģis
Fiber Bragg Grating Sensor (FBS) ir sava veida optisko šķiedru sensors ar augstāko frekvenci un visplašāko klāstu. Šāda veida sensors var mainīt atstarotā gaismas viļņa garumu atbilstoši vides temperatūras un/vai spriedzes izmaiņām. Fiber Bragg režģi tiek izmantoti, lai pakļaut nelielu daļu gaismas jutīgu šķiedru gaismas viļņiem ar periodisku sadalījumu gaismas intensitātes caur hologrāfisko interferometry vai fāzes maskēšanu. Tādā veidā optiskās šķiedras optiskais refrakcijas indekss tiks neatgriezeniski mainīts atbilstoši apstarotā gaismas viļņa intensitātei. Periodiskās izmaiņas refrakcijas indekss gaismas, ko izraisa šī metode sauc fiber Bragg režģi.
Kad plaša spektra staru kūlis tiek pavairots uz šķiedras Bragg režģa, katrs mazais šķiedru segments pēc refrakcijas indeksa s ir mainīts, atspoguļos tikai konkrētu gaismas viļņa garumu. Šo viļņa garumu sauc par Bragg viļņa garumu. Šī īpašība padara Fiber Bragg režģi atspoguļo tikai gaismas viļņi īpašu viļņa garumu, bet gaismas viļņi citu viļņu garumu tiks pavairoti.
Saskaņā ar lomu optisko šķiedru optisko šķiedru sensoru, to var iedalīt divos veidos: uzrādes tipa un gaismas pārraides veidu.
Optiskā šķiedra no sensora tipa optiskās šķiedras sensors ne tikai pārraida gaismu, bet arī darbojas kā fotoelektriskais sensors. Ārējās vides ietekmes dēļ uz pašu optisko šķiedru, fiziskais daudzums, kas jāmēra, iedarbojas uz sensoru caur optisko šķiedru, lai tiktu modulētas optiskāviļņa īpašības (gaismas intensitāte, fāze, polarizācijas stāvoklis, viļņa garums utt.). Sensora tipa optisko šķiedru sensori ir tālāk sadalīti gaismas-uzsverot tipa, fāzes modulācijas tips, vibrācijas stāvokļa modulācijas tipa un viļņu garuma modulācijas tipa.
Salocīta gaismas caurlaidi
Gaismas pārraides tips optiskās šķiedras sensors ieievada optisko signālu, kas ar izmērīto objektu modulēts optiskajā šķiedrā, un pēc tam veic mērījumu, apstrādājot optisko signālu izvades beigās. Šis sensora veids ir vēl fotojutīgs elements jutīgi pret fizisko daudzumu, kas jāmēra, un optiskā šķiedra tiek izmantota tikai kā Gaismas pārraides elements ir jāpievieno ar jutīgu elementu, kas spēj modulēt gaismu caur optisko šķiedru, lai veidotu sensora elementu. Optisko šķiedru sensorus var iedalīt trīs veidos: point fiber optic sensori, integrālis optisko šķiedru sensori, un izplatīts optisko šķiedru sensori saskaņā ar to mērīšanas diapazonu. Starp tiem, izplatīti optisko šķiedru sensori tiek izmantoti, lai noteiktu celma sadalījumu lielām struktūrām, un var ātri un nesagraujošā mērā pārvietošanu, iekšējo vai virsmas stresu un citus svarīgus parametrus struktūru. Optiskās šķiedras sensoru veidi, ko izmanto inženierzinātnēs, galvenokārt ietver Math-Zender interferometrisko šķiedru optisko sensorus, Fabry-pero dobuma optisko optisko sensoru un šķiedru Bragggg režģa sensorus.
Optiskās šķiedras sensora vieglums, izturība un ilgtermiņa stabilitāte ļauj to viegli piemērot dažādu būvmateriālu, piemēram, tērauda konstrukciju un betona, iekšējai spriedzei un celma noteikšanai. Realizēta celtniecības konstrukcijas veselības pārbaude.
Vēl viena liela šķiedru optisko sensoru kategorija ir optisko šķiedru sensoru izmantošana. Tās struktūra ir aptuveni šādi: Sensors atrodas beigās optisko šķiedru, un optiskā šķiedra ir tikai transmisijas līnija gaismas, kas pārvērš izmērīto fizisko daudzumu amplitūdā, fāzē vai amplitūdā gaismas. Šajā sensoru sistēmā tiek apvienots tradicionālais sensors un optiskā šķiedra. Optiskās šķiedras ieviešana ļauj realizēt zondes bāzes telemetriju. Šis optiskās šķiedras transmisijas sensors ir plašs pielietojums un ir viegli izmantot, bet tā precizitāte ir nedaudz zemāka nekā pirmā veida sensoru.
Optiskā šķiedra ir pieaugoša zvaigzne sensoru ģimenē. To plaši izmanto, pateicoties lieliskai optiskās šķiedras veiktspējai. Tas ir sava veida sensors vērts atzīmēt ražošanas praksē.
Fiber optic sensori ir kļuvuši par pieaug zvaigzne sensoru ģimenē, jo to daudzas priekšrocības, un spēlēt savu unikālo lomu dažādos mērījumos, kļūstot par neaizstājamu locekli sensoru ģimenē.
Lietojumprogrammu
Izolēts no netīrumiem, magnētisms, skaņa, spiediens, temperatūra, paātrinājums, žiroskopu, pārvietojums, šķidruma līmenis, griezes moments, fotoakustisks, strāva, optisko šķiedru sensors var izmantot pārvietošanai, vibrācijai, rotācijai, spiedienam, lieces, spriedzi, ātrumu, paātrinājumu, strāvas, magnētiskā laukam, spriegumam, mitrumam, temperatūrai, skaņas laukam, plūsmai, koncentrācijai, PH vērtībai un spriedzes mērīšanai. Optisko šķiedru sensoriem ir plašs pielietojums, kas ietver gandrīz visas svarīgās valsts ekonomikas un valsts aizsardzības jomas un cilvēku ikdienas dzīvi. Tos var droši un efektīvi izmantot skarbu vidē. Tās atrisina daudzas tehniskas problēmas, kas pastāv daudzās nozarēs daudzus gadus. Tirgus pieprasījums. Galvenokārt izpaužas šādi pieteikumi:
Interferometrisko žiroskopu un režģa spiediena sensoru izmantošana tiltos, dambjos, eļļas ataugļos utt. Optiskās šķiedras sensori var iestrādāt betona, oglekļa šķiedras pastiprināta plastmasa un dažādu kompozītmateriālu, lai pārbaudītu stresa relaksācija, būvniecības stress un dinamisko slodzes stresu, lai novērtētu strukturālo veiktspēju tilta īstermiņa būvniecības posmā un ilgtermiņa darbības stāvoklī.
Elektrosistēmu, ir nepieciešams izmērīt temperatūru, strāvu un citus parametrus, piemēram, temperatūras noteikšanu stator un rotoru augstsprieguma transformatoriem un lieliem motoriem. Tā kā elektriskie sensori ir uzņēmīgi pret elektromagnētiskā lauka traucējumiem, šādos gadījumos tos nevar izmantot. Optisko šķiedru sensors. Izkliedētais optiskās šķiedras temperatūras sensors ir augsto tehnoloģiju, kas izstrādāts pēdējos gados, lai reālā laikā mērījumus telpiskās temperatūras lauka sadalījumu. Izplatīts optiskās šķiedras temperatūras sensoru sistēma ir ne tikai priekšrocības kopējo optisko šķiedru sensoru, bet arī ir spēja izmērīt temperatūru dažādos punktos pa optisko šķiedru. Ar savu dalīto sensoru spēju, mēs varam nepārtraukti izmērīt temperatūru dažādos punktos dažu kilometru laikā pa optisko šķiedru reālajā laikā. Pozicionēšanas precizitāte var sasniegt secību metriem, un mērījumu precizitāte var sasniegt līmeni 1 grādu. Tas ir ļoti piemērots liela mēroga temperatūras mērīšanai. Lietošanas gadījumi.
Turklāt optisko šķiedru sensorus var izmantot arī dzelzceļa uzraudzībā, raķešu vilces sistēmās un naftas urbu atklāšanā.
Optiskās šķiedras ir ievērojamas priekšrocības platjoslas, liela jauda, tālsatiksmes pārvades, un multi-parametrs, izplata, un zema enerģijas patēriņa uzrādes. Optiskās šķiedras uzrādes var turpināt absorbēt jaunas tehnoloģijas un ierīces optisko šķiedru komunikācijai, un dažādi optisko šķiedru sensori ir paredzams, ka plaši izmantos lietu internetā.
