Оптичният сензор е сензор, който преобразува състоянието на измерения обект в измерим светлинен сигнал. Принципът на работа на сензора за оптични влакна е да се изпрати светлинен лъч от източника на светлина към модулатора чрез оптичното влакно, и да взаимодейства с външните измерени параметри в модулатора, за да се направят оптичните свойства на светлината като интензитет на светлината, дължина на вълната, честота, фаза, поляризация състояние и др. Той се променя и се превръща в модулиран оптичен сигнал, който след това се изпраща на оптоелектронното устройство чрез оптичното влакно, а измереният параметър се получава след демодутора. В целия процес светлинният лъч се въвежда чрез оптичното влакно и след това се излъчва след преминаване през модулатора. Функцията на оптичното влакно е първо да предаде светлинния лъч, и второ да действа като оптичен модулатор.
Посока на развитие
Сензорите се развиват в посока на чувствителност, прецизност, адаптивност, компактност и интелигентност. В този процес, оптични сензори, нов член на семейството на сензорите, са много популярни. Оптични влакна има много отлични свойства, като: анти-електромагнитни и атомни лъчения интерференция, малък диаметър, меки, леки механични свойства; изолация, неиндуктивни електрически свойства; устойчивост на вода, висока устойчивост на температура, устойчивост на корозия, химични свойства и т.н., Тя може да играе ролята на човешки уши на места, които хората не могат да достигнат (като например зони с висока температура) или области, които са вредни за хората (като области на радиация), и тя може да надхвърли човешките физиологични граници и да получават човешки сетива. Външна информация, която не можете да почувствате.
Функции
1. Поради използването на призми в отражателя, той има по-висока ефективност на откриване и по-голяма надеждност от общите светлоотразителни сензори за контрол на светлината.
2. В сравнение с отделен сензор за контрол на светлината, връзката на веригата е по-проста и по-лесна.
3. Вграденият дизайн на ключалката улеснява монтажа
Използвате
1. Използва се за пренос на цифрови модели като телефонни и мрежови широколентови мрежи.
2. Предаване на статус на банкноти, карти, монети, банкови книжки и др., използвани за автомати за продажба на стоки, оборудване за финансови терминали и броячи за пари
3. Използва се за позициониране, преброяване и идентификация на автоматизирано оборудване.
Принципа
Основният принцип на работа на сензора за оптично влакно е да се изпрати светлината от източника на светлина към модулатора чрез оптичното влакно. След като параметърът, който се измерва, взаимодейства със светлината, която навлиза в зоната на модулация, оптичните свойства на светлината (като интензитет на светлината, дължина на вълната, честота, фаза, състояние на поляризация и т.н.) промяна, наречена модулирана сигнална светлина, и след това се използва влиянието на измерените характеристики на предаване на светлината, за да завърши измерването.
Има два принципа на измерване за оптични влакна сензори.
(1) Принципът на физически имот тип оптични влакна сензор. Физически свойство тип оптичното оптично влакно сензор използва чувствителността на оптичното влакно към промени в околната среда, за да преобразува входното физическо количество в модулиран оптичен сигнал. Принципът на работа се основава на оптичната модулация ефект на оптичното влакно, т.е. когато външните фактори на околната среда като температура, налягане, електрическо поле, магнитно поле и т.н. се променят, неговите характеристики на светлинна трансмисия, като фази и интензитет на светлината, ще се променят.
Следователно, ако може да се измери светлинната фаза и интензитета на светлината чрез оптичното влакно, може да се знае промяната на измереното физическо количество. Този тип сензор се нарича също чувствителен елемент тип или функционален оптичен сензор. Лъчът на източника на точковите светлинни точки на лазера се разпространява в паралелни вълни и се разделя на два пътя чрез разцепване на лъча, единият е еталонният оптичен път, а другият е измерващият оптичен път. Външните параметри (температура, налягане, вибрации и др.) предизвикват промяна на дължината на влакното и се променя светлината на фазата на фазата, като по този начин се произвеждат различни нива на смущения. Чрез преброяване на движението на режима, температурата или налягането може да се измерва.
(2) Принципът на структурирания оптичен сензор за влакна. Структурираният оптичен оптичен сензор е измервателна система, съставена от елемент за светлинна детекция (чувствителен елемент), оптичен оптичен контур за предаване на влакна и измервателна верига. Сред тях оптичното влакно се използва само като преносна среда на светлината, така че се нарича още светлинно-предаващ или нефункционален оптичен оптичен датчик
Изпълнение
Оптични влакна има много отлични свойства, като: анти-електромагнитни и атомни лъчения интерференция, малък диаметър, меки, леки механични свойства; изолация, неиндуктивни електрически свойства; устойчивост на вода, висока устойчивост на температура, устойчивост на корозия, химични свойства и т.н., Тя може да играе ролята на човешки уши на места, които не са достъпни или вредни за хората (като области на ядрено радиационно), и тя може да надхвърли човешките физиологични граници и да получи това, което не може да се усети от човешки сетива. Външна информация.
Функции
1. Висока чувствителност;
2. Геометричната форма е приспособима в много аспекти и може да бъде направена в оптични влакна сензори с всякаква форма;
Трето, той може да произвежда устройства, които усещат различна физическа информация (акустична, магнитна, температура, въртене и т.н.);
4. Може да се използва в високо напрежение, електрически шум, висока температура, корозия, или други тежки среди;
Пето, и има присъщата съвместимост с технология оптична телеметрия.
Предимството на оптичния сензор е, че в сравнение с традиционните сензори, оптични влакна сензор използва светлина като носител на чувствителна информация и оптично влакно като средство за предаване на чувствителна информация. Той има характеристиките на оптични влакна и оптични измервания и има серия от уникални предимства. Добра електрическа ефективност на изолацията, силна способност за противо-електромагнитни смущения, неинвазивност, висока чувствителност, лесно да се осъществи дистанционно наблюдение на измерения сигнал, устойчивост на корозия, взривобезопасен, гъвкава светлина път, лесен за свързване с компютъра.
Сензорът се развива в посока на чувствителност, точност, адаптивност, компактност и интелигентност. Може да се използва на места, където хората не могат да достигнат (като например зони с висока температура или зони, вредни за хората, като например зоните на ядрено радиационно излъчване). Тя може също да превъзхожда физиологичните граници на хората и да получава външна информация, която не може да бъде усетена от човешките сетива.
Класификация
Според режим модулация на обекта, който се изпитва, той може да бъде разделен на: интензитет модулация, режим поляризация, фаза режим, и режим на честота;
Според това дали светлината пречи, тя може да бъде разделена на: интерференция тип и не-интерференция тип;
Според това дали измерването може да бъде непрекъснато наблюдавано, когато се увеличава разстоянието, то може да бъде разделено на: разпределена и точково-
Според ролята на оптични влакна в сензорите, той може да бъде разделен на: един тип е функционален (Functional Fiber, съкратено FF) сензори, известни също като сензорни сензори; другият е нефункционален тип (Non Functional Fiber, съкратено NFF), и Тя се нарича светлинен сензор за предаване.
Тип на сгъваемите функции
Функционалният сензор използва характеристиките на самото оптично влакно, за да използва оптичното влакно като чувствителен елемент. Измерената светлина модулира светлината, предавана в оптичното влакно, за да промени интензитета, фазата, честотата или поляризацията на излъчваната светлина. Сигналът е демодулиран, за да се получи сигналът подложен на изпитание.
Оптичното влакно е не само светлина направляваща среда, но и чувствителен елемент. Светлината се измерва и модулира в оптичното влакно, а мултимодета оптичното влакно се използва най-вече.
Предимства: компактна структура и висока чувствителност.
Недостатъци: се изисква специално оптично влакно, висока цена,
Типични примери: жироскопи, фиброоптични хидрофони и др.
Сгънат нефункционален тип влакна
Нефункционалните оптични влакна използват други чувствителни компоненти, за да усещат промените, които се измерват. Оптични влакна се използват само като информационни носители, и един-модови оптични влакна често се използват.
Оптичното влакно играе само роля на насочваща светлина, а светлината на чувствителния от оптично влакно елемент се модулира от измерването.
Предимства: Оптичното влакно може да се използва за електрическа изолация и предаване на данни, а сигналът, предаван чрез оптични влакна, не се влияе от електромагнитните смущения.
Повечето от практическите са нефункционални оптични влакна. Сензорът за променлива честота на напрежението на всеки път, датчикът за ток с променлива честота и сензорът за мощност с променлива честота (комбинация от сензори за напрежение и ток) принадлежат към нефункционални оптични влакна, които имат уникални предимства в измерването на мощността в сложни електромагнитни среди.
Оптичните сензори са нова технология, която се появи през последните години. Тя може да се използва за измерване на различни физически количества, като звуково поле, електрическо поле, налягане, температура, ъглова скорост, ускорение и т.н., и може да завърши задачи за измерване, които са трудни за изпълнение със съществуващите технологии за измерване. В малко пространство, в силна електромагнитна интерференция и високоволтова среда, оптичните датчици са показали уникални възможности. Има повече от 70 вида оптични влакна сензори, които са грубо разделени на оптични влакна сензори и сензори, използващи оптични влакна.
Така нареченият оптичен сензор означава, че самият оптичен влак директно получава външното измерване. Външно измереното физическо количество може да доведе до промяна на дължината, рефрактивния индекс и диаметъра на измервателното рамо, така че светлината, предавана в оптичните влакна, се променя в амплитуда, фаза, честота, поляризация и др. Светлината, предавана от измервателното рамо и еталонната светлина на еталонното рамо си влияят помежду си (в сравнение), така че фазата (или амплитудата) на изходната светлина да се промени и измерената промяна да може да се открива въз основа на тази промяна. Фазата, предавана в оптичното влакно, е силно чувствителна към външни влияния, а физическото количество, съответстващо на малката фазово изменение от 10 минус 4 радиан, може да бъде открито чрез използване на технологията за смущения. Използвайки свойствата на намотката и ниска загуба на оптичното влакно, много дълги оптични влакна могат да бъдат навити в малък диаметър оптична фибри бобина, за да се увеличи дължината на използване и да се получи по-висока чувствителност.
Оптичното оптично влакно акустично сензор е сензор, който използва оптични влакна. Когато оптичното влакно е подложено на много малка външна сила, тя ще бъде леко огъната, и способността му за предаване на светлина ще се промени значително. Звукът е вид механична вълна, а ефектът му върху оптичното влакно е да се принуди оптичното влакно и да произведе огъване. Силата на звука може да се получи чрез огъване. Оптичен жироскоп също е вид оптичен сензор. В сравнение с лазерен жироскоп, оптичен жироскоп има висока чувствителност, малък размер и ниска цена. Може да се използва в високопроизводителни инерционни навигационни системи на самолети, кораби, ракети и др. Фигурата показва принципа на оптични сензор турбина разходомер.
Сгъната Браг решетка
Фибро Браг Решетка сензор (FBS) е вид оптичен сензор с най-висока честота и най-широк диапазон. Този вид датчик може да промени дължината на вълната на отразяващата светлина в зависимост от промяната на температурата и /или напрежението на околната среда. Fiber Bragg решетки се използват за излагане на малка част от светлочувствителни влакна на светлинни вълни с периодично разпределение на интензивността на светлината чрез холографска интерферометрия или фаза маскиране. По този начин оптичният показател на рефрактера на оптичното влакно ще бъде постоянно променян в зависимост от интензитета на облъчената светлинна вълна. Периодичните промени в рефрактивния индекс на светлината, причинени от този метод, се наричат фибри Bragg решетки.
Когато широкоспектърна греда се разпространява на влакното Bragg решетка, всеки малък сегмент на влакното след промяна на пречупване на индекса ще отразява само специфична дължина на вълната на светлината. Тази дължина на вълната се нарича Браг вълната. Тази характеристика прави Fiber Bragg решетки отразяват само светлинните вълни на специфична дължина на вълната, докато светлинните вълни на други дължини на вълните ще бъдат разпространявани.
Според ролята на оптични влакна в оптичния сензор, той може да бъде разделен на два типа: сензорен тип и тип на предаване на светлината.
Оптичното влакно на сензорния сензор от оптични влакна не само предава светлина, но и действа като фотоелектричен сензор. Поради влиянието на външната среда върху самото оптично влакно, физическото количество, което се измерва, действа върху сензора през оптичното влакно, така че свойствата на оптичната вълна (интензитет на светлината, фаза, поляризация, дължина на вълната и др.) са модулирани. Сензорни сензори оптични влакна са допълнително разделени на светлина-подчертава тип, фаза модулация тип, вибрация модулация тип и тип вълна дължина на вълната модулация.
Сгънати светлинни трансмисии влакна
Светлинният сензор за светлинна трансмисия въвежда оптичния сигнал, модулиран от измерения обект в оптичното влакно, след което извършва измерването чрез обработка на оптичния сигнал в изходния край. Този тип сензор има друг фоточувствителен елемент, чувствителен към физическото количество, което трябва да се измери, и оптичното влакно се използва само като Елементът на предаване на светлината трябва да бъде прикрепен с чувствителен елемент, способен да модулира светлината, предавана от оптичното влакно, за да се образува сензорен елемент. Оптичните сензори могат да бъдат разделени на три типа: точкови оптични сензори, интегрална оптична датчици и разпределени оптични датчици според техния обхват на измерване. Сред тях се използват разпределени оптични влакна сензори за откриване на разпределението на напрежението на големи структури, и могат бързо и безразрушително да измерват изместването, вътрешното или повърхностното напрежение и други важни параметри на структурата. Видовете оптични датчици, използвани в гражданското строителство, включват главно Мат-Зендер интерферометрични оптични сензори, фиброоптични сензори Fabry-pero кухина влакна оптични датчици и оптични сензори за Браг решетка.
Лекотата, издръжливостта и дългосрочната стабилност на оптичния сензор позволяват лесното му нанасяне върху вътрешния стрес и откриване на напрежението на различни строителни материали като строителни стоманена конструкция и бетон. Реализирана здравна инспекция на сградната структура.
Друга основна категория на оптични датчици е използването на оптични сензори. Неговата структура е приблизително, както следва: Сензорът се намира в края на оптичното влакно, а оптичното влакно е само предавателна линия на светлина, която превръща измеренията физически количества в амплитуда, фаза или амплитуда на светлината. В тази сензорна система, традиционните датчици и оптични влакна се комбинират. Въвеждането на оптични влакна дава възможност да се реализира сонда базирани телеметрия. Този оптичен оптичен сензор за предаване на влакна има широк диапазон на приложение и е лесен за използване, но неговата точност е малко по-ниска от тази на първия тип сензор.
Оптичното влакно е изгряваща звезда в семейството на сензорите. Той се използва широко благодарение на отличното изпълнение на оптични влакна. Това е един вид сензор, който трябва да се отбележи в производствената практика.
Оптичните сензори са се превърнали в изгряваща звезда в семейството на сензорите поради многото си предимства и играят своята уникална роля в различни измервания, превръщайки се в незаменим член на семейството на сензорите.
Прилагането
Изолирани от мръсотия, магнетизъм, звук, налягане, температура, ускорение, жироскоп, изместване, ниво на течността, въртящ момент, фотоакустичен, ток, оптични влакна сензор може да се използва за изместване, вибрации, въртене, налягане, огъване, щам, скорост, ускорение, ток, магнитно поле, напрежение, влажност, температура, звуково поле, поток, концентрация, PH стойност и измерване на напрежение. Оптични влакна сензори имат широк спектър от приложения, включващи почти всички важни области на националната икономика и национална отбрана и ежедневието на хората. Те могат да се използват безопасно и ефективно в тежки условия. Те решават много технически проблеми, които съществуват в много индустрии в продължение на много години. Пазарно търсене. Главно се проявява в следните приложения:
Приложение на интерферометрични жироскопи и решетки за налягане в мостове, язовири, нефтени полета и др. Оптични влакна сензори могат да бъдат вградени в бетон, стоманено с въглеродни влакна пластмаси и различни композитни материали за изпитване на стрес релаксация, строителство стрес и динамичен стрес натоварване, така че да се оцени структурните характеристики на моста в краткосрочна фаза на строителството и дългосрочното експлоатационно състояние.
В силовата система е необходимо да се измерват температурата, тока и други параметри, като например откриването на температурата в статора и ротора на високоволтови трансформатори и големи двигатели. Тъй като електрическите сензори са податливи на електромагнитни смущения в полето, те не могат да се използват в такива случаи. Оптичен сензор. Разпределен сензор за температура на оптични влакна е високотехнологична технология, разработена през последните години за измерване в реално време на пространственото разпределение на температурните полета. Разпределена система за измерване на температурата на оптични влакна не само има предимствата на общите оптични влакна сензори, но също така има способността да измерва температурата на различни точки по оптичното влакно. С разпределената си способност за сетивно отчитане, можем непрекъснато да измерваме температурата на различни точки в рамките на няколко километра по оптичното влакно в реално време. Точността на позициониране може да достигне реда на измервателните уреди, а точността на измерване може да достигне нивото от 1 градус. Той е много подходящ за мащабно измерване на пресечната точка. Поводи за кандидатстване.
Освен това, оптични влакна сензори могат да се използват и в жп мониторинг, ракетни системи и откриване на петрол.
Оптични влакна има забележителните предимства на широколентова, голям капацитет, предаване на дълги разстояния, и мулти-параметър, разпределена, и ниско потребление на енергия сензор. Оптични влакна сетивно може да продължи да абсорбира нови технологии и устройства за комуникация оптичното влакно, както и различни оптични влакна сензори се очаква да бъдат широко използвани в интернет на нещата.
