Fiiberoptiliste sensor on andur, mis muudab mõõdetud objekti oleku mõõdetavaks valgussignaaliks. Tööpõhimõte optilise kiu andur on saata valgusvihu intsident valgusallikast modulaator kaudu optilise kiu, ja suhelda välise mõõdetud parameetrid modulaator teha optilised omadused valguse nagu valguse intensiivsus, lainepikkus, sagedus, faas, polarisatsiooni riik jne. See muutub ja muutub moduleeritud optiline signaal, mis seejärel saadetakse optoelectronic seadme kaudu optilise kiu ja mõõdetud parameeter saadakse pärast demodulaatorit. Kogu protsessi valgusvihk on kasutusele läbi optilise kiu, ja seejärel eraldub pärast läbib modulaator. Funktsioon optilise kiu on esimene edastada valgusvihk, ja teiseks tegutseda optiline modulaator.
Arengu suund
Sensorid arenevad tundlikkuse, täpsuse, kohanemisvõime, kompaktsuse ja intelligentsuse suunas. Selles protsessis, fiiberoptiliste andurid, uus liige sensor pere, on väga populaarne. Kiudoptilised omadused on palju suurepäraseid omadusi, nagu: elektromagnetiliste ja aatomikiirguse häirete tulemuslikkus, väike läbimõõt, pehme, kerge mehaanilised omadused; isolatsioon, mitteinduktiivsed elektrilised omadused; veekindlus, kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus, keemilised omadused jne , See võib mängida rolli inimeste kõrvad kohtades, et inimesed ei jõua (nagu kõrge temperatuuriga alad) või piirkondades, mis on kahjulikud inimestele (nagu tuumakiirgus valdkondades), ja see võib ületada ka inimeste füsioloogilisi piire ja saada inimeste meeli. Väline teave, mida te ei tunne.
Funktsioonid
1. Prismate kasutamise tõttu helkuris on selle tuvastusvõime ja suurem töökindlus kui üldistel peegelduvatel valgusjuhtimisanduritel.
2. Võrreldes eraldi valgusjuhtimisanduriga on vooluringiühendus lihtsam ja lihtsam.
3. Luku sisseehitatud konstruktsioon muudab paigalduse lihtsamaks
Kasutada
1. Kasutatakse selliste digitaalsete mudelite edastamiseks nagu telefoni- ja võrgulairibaühendus.
2. Müügiautomaatides, finantsterminalidega seotud seadmetes ja rahalettides kasutatavate pangatähtede, kaartide, müntide, passiraamatute jms läbimise staatus
3. Kasutatakse automatiseeritud seadmete spetsioniaks, loendamiseks ja identifitseerimiseks.
Põhimõte
Elementoptiliste kiudude sensori peamine tööpõhimõte on saata valgus valgusallikast modulaatorile läbi optilise kiu. Pärast seda, kui mõõdetav parameeter on seotud modulatsioonialasse siseneva valgusega, muutuvad valguse optilised omadused (nagu valguse intensiivsus, lainepikkus, sagedus, faas, polarisatsiooniolek jne), mida nimetatakse moduleeritud märgutuleks, ning seejärel kasutage mõõtmise lõpuleviimiseks mõõdetud valgusläbivuse karakteristikute mõju.
Optiliste kiudude sensorite jaoks on kaks mõõtmispõhimõtet.
(1) Füüsikalise omaduse tüübi kiudoptilise anduri põhimõte. Füüsilise omaduse tüüp optilise kiu andur kasutab tundlikkus kiudoptilised keskkonna muutused teisendada sisend füüsilise koguse moduleeritud optiline signaal. Selle tööpõhimõte põhineb optilise kiu optilisemodulatsiooni mõjul, st kui välised keskkonnategurid, nagu temperatuur, rõhk, elektriväli, magnetväli jne, muutuvad, muutuvad selle valguse ülekande omadused, nagu faas ja valgustugevus.
Seega, kui valguse faasi ja valguse intensiivsuse muutus läbi optilise kiu saab mõõta, muutus mõõdetud füüsilise koguse võib teada. Seda tüüpi andur nimetatakse ka tundlik element tüüp või funktsionaalne fiiberoptiliste sensor. Laseri punktvalgusallika valgusvihu hajub paralleelseteks laineteks ja see on jagatud kaheks teeks kiirejagajaga, millest üks on võrdlusoptiline tee ja teine on optiline mõõtetee. Välised parameetrid (temperatuur, rõhk, vibratsioon jne) põhjustavad kiu pikkuse muutmist ja faasi valgusefaasi muutmist, tekitades seeläbi erinevaid häireid. Lugedes selle režiimi liikumist, saab mõõta temperatuuri või rõhku.
(2) Struktureeritud kiudoptilise anduri põhimõte. Struktureeritud kiudoptilised sensorid on mõõtesüsteem, mis koosneb valgustuvastuselemendist (tundlik element), optilise kiu ülekandeahelast ja mõõteahelast. Nende hulgas kiudoptilised kasutatakse ainult ülekande keskmise valguse, nii et seda nimetatakse ka valgus-edastava või mitte-funktsionaalne kiudoptilised sensor
Jõudlust
Kiudoptilised omadused on palju suurepäraseid omadusi, nagu: elektromagnetiliste ja aatomikiirguse häirete tulemuslikkus, väike läbimõõt, pehme, kerge mehaanilised omadused; isolatsioon, mitteinduktiivsed elektrilised omadused; veekindlus, kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus, keemilised omadused jne, See võib mängida rolli inimeste kõrvad kohtades kättesaamatus või kahjulik inimestele (nagu tuumakiirguse valdkondades), ja see võib ületada ka inimeste füsioloogilisi piire ja saada, mida ei saa tunda inimeste meeli. Väline info.
Funktsioonid
1. Kõrge tundlikkus;
2. Geomeetriline kuju on kohandatav paljudes aspektides ja seda saab teha mis tahes kujuga optilisteks kiudude sensoriteks;
Kolmandaks võib see valmistada seadmeid, mis tajuvad erinevaid füüsilisi andmeid (akustiline, magnetiline, temperatuur, pöörlemine jne);
4. Seda saab kasutada kõrge pinge, elektrimüra, kõrge temperatuur, korrosioon, või muud karmid keskkonnad;
Viiendaks, ja on omane ühilduvus kiudoptilise telemeetria tehnoloogia.
Optiliste kiudude sensori eeliseks on see, et võrreldes traditsiooniliste anduritega kasutab optilise kiu andur tundlikku teavet ja kiudoptiliseid andmeid tundliku teabe kandjana. See on omadused kiudoptilised ja optilised mõõtmised ja on mitmeid unikaalseid eeliseid. Hea elektriisolatsiooni jõudlus, tugev elektromagnetilise häirete võime, mitteinvasiivne, kõrge tundlikkus, lihtne realiseerida kaugseire mõõdetud signaali, korrosioonikindlus, plahvatuskindel, paindlik valguse tee, lihtne ühendada arvutiga.
Andur areneb tundlikkuse, täpsuse, kohanemisvõime, kompaktsuse ja intelligentsuse suunas. Seda võib kasutada kohtades, kuhu inimesed ei ulatu (näiteks kõrgetemperatuurilised alad või inimestele kahjulikud alad, näiteks tuumakiirgusalad). Samuti võib see ületada inimeste füsioloogilisi piire ja saada välist teavet, mida inimese meeled ei tunne.
Klassifikatsioon
Vastavalt katsetatava objekti modulatsioonirežiimile võib selle jagada: intensiivsuse modulatsioon, polarisatsioonirežiim, faasirežiim ja sagedusrežiim;
Vastavalt sellele, kas valgus häirib, võib selle jagada: interferentsi tüübiks ja mitteinterferentsi tüübiks;
Vastavalt sellele, kas mõõtmist saab pidevalt jälgida vahemaa suurenemisel, võib selle jagada järgmiselt: jaotatud ja punktpõhine;
Vastavalt rolli optilise kiu andurid, see võib jagada: üks tüüp on funktsionaalne (Funktsionaalne kiud, lühendatud FF) andurid, tuntud ka kui sensorid; teine on mittefunktsionaalne tüüp (Non Functional Fiber, lühendatud NFF), ja seda nimetatakse valguse edastamise sensor.
Kokkupandava funktsiooni tüüp
Funktsionaalne andur kasutab optilise kiu enda omadusi, et kasutada optilist kiudu tundliku elemendina. Mõõdetud valgus moduleerib optilises optilises fiiberis edastatavat valgust, et muuta läbiva valguse intensiivsust, faasi, sagedust või polarisatsiooniolekut. Signaal demoduleeritud, et saada katsealune signaal.
Optiline kiud ei ole mitte ainult kerge juhend keskmise, vaid ka tundlik element. Valgust mõõdetakse ja moduleeritud kiudoptilised, ja mitmerežiimiline kiud optilised kiud kasutatakse enamasti.
Eelised: kompaktne struktuur ja kõrge tundlikkus.
Puudused: eriline kiudkiud on vaja, kõrge hind,
Tüüpilised näited: fiiberoptiliste güroskoobid, fiiberoptiliste hüdrofonid, jne.
Kokkuvolditud mittefunktsionaalne kiutüüp
Mittefunktsionaalsed kiudoptilised andurid kasutavad mõõdetavate muutuste tajumiseks muid tundlikke komponente. Kiudu kasutatakse ainult teabe edastuskandjana ja üherežiimiliste optiliste kiududena kasutatakse sageli.
Optiline kiud mängib ainult rolli suunav valgus, ja valgus optilise kiu-tüüpi tundlik element on moduleeritud mõõtmise.
Eelised: Kiudoptilised saab kasutada elektriisolatsiooni ja andmeedastuse, ja signaali edastatud optilised kiud ei mõjuta elektromagnetilised häired.
Enamik praktilisi neist on mittefunktsionaalsed kiudoptilised andurid. Igatahes muutuva sagedusega pingeandur, muutuva sagedusega vooluandur ja muutuva sagedusega toiteandur (pinge- ja vooluandurite kombinatsioon) kuuluvad mittefunktsionaalsetesse optiliste kiudude sensoritesse, millel on unikaalsed eelised võimsuse mõõtmisel keerukates elektromagnetilistes keskkondades.
Fiiberoptiliste andurid on uus tehnoloogia, mis on tekkinud viimastel aastatel. Seda saab kasutada mitmesuguste füüsiliste koguste mõõtmiseks, nagu heliväli, elektriväli, rõhk, temperatuur, nurkkiirus, kiirendus jne, ning samuti võib see viia lõpule mõõtmisülesandeid, mida on raske olemasolevate mõõtmistehnoloogiatega lõpule viia. Väikeses ruumis, tugevaelektromagnetilise häire ja kõrgepinge keskkonnas, fiiberoptiliste andurid on näidanud unikaalseid võimeid. Seal on rohkem kui 70 tüüpi optilise kiu andurid, mis on umbes jagatud kiudoptilised andurid ja andurid kasutades kiudoptilised.
Nn kiudoptilised sensor tähendab, et optiline kiud ise saab otse välise mõõtmise. Väline mõõdetud füüsiline kogus võib põhjustada pikkus, murdumisvõimeline indeks, ja diameetri mõõteharu muutuda, nii et valgus läbib optilise kiu muutused amplituud, faas, sagedus, polarisatsioon jne. Mõõteharu läbiv valgus ja võrdlusarmi võrdlustuli häirivad üksteist (võrreldes), nii et väljundvalguse faas (või amplituud) muutub ja mõõdetud muutus tarvitusele oleks võimalik selle muutuse põhjal tuvastada. Faas edastatakse kiudoptilised mõjud, ja füüsiline kogus, mis vastab väike faasi muutus 10 miinus 4 radiaani saab avastada, kasutades häireid tehnoloogia. Kasutades mähisomadused ja madal kadu kiudoptilised, väga pikk optiline kiud saab rullitakse väikese läbimõõduga optilise kiu spiraal suurendada kasutamise pikkus ja saada suurem tundlikkus.
Kiudoptilise akustiline andur on andur, mis kasutab optilist kiudu ennast. Kui optiline kiud on läbinud väga väike väline jõud, see on veidi painutatud, ja selle valguse edastamise võime muutub oluliselt. Heli on omamoodi mehaaniline laine, ja selle mõju kiudoptilised on sundida kiudoptilised ja toota painutamine. Heli tugevust on võimalik saada painutamise teel. Fiiberoptiliste güroskoop on ka omamoodi fiiberoptiliste sensor. Võrreldes laser güroskoop, fiiberoptiliste güroskoop on kõrge tundlikkus, väiksus ja odav. Seda saab kasutada õhusõidukite, laevade, rakettide jne kõrgjõudlusega inertsiaalsetes navigatsioonisüsteemides. Joonisel on kujutatud fiiberoptiliste sensori turbiini voolumõõturi põhimõte.
Kokkuvolditud bragg võre
Fiber Bragg võre andur (FBS) on omamoodi fiiberoptiliste sensor kõrgeima sagedusega ja laia valikut. Selline andur võib muuta peegeldunud valguslaine lainepikkust vastavalt keskkonnatemperatuuri ja/või -pinge muutumisele. Fiber Bragg restid kasutatakse paljastada väike osa valgustundlik kiud kergelained perioodilise jaotuse valguse intensiivsuse kaudu holograafiline interferometry või faasi varjata. Sel viisil optilise murdumisnäitaja optilise kiu jäädavalt muutunud vastavalt intensiivsuskiiritatud valguslaine. Selle meetodi põhjustatud valguse murdumisindeksi perioodilisi muutusi nimetatakse kiudbragg restideks.
Kui laia toimespektriga tala levib kiudaine Bragg võre, iga väike segment kiu pärast murdumisnäitaja on muutunud ainult kajastada konkreetse lainepikkus valgust. Seda lainepikkust nimetatakse Braggi lainepikkuseks. See omadus muudab Fiber Bragg restid peegeldavad ainult valguslaineid konkreetse lainepikkusega, samas valguslained teiste lainepikkuste levib.
Vastavalt optilise kiu rollile optilise kiu sensoris võib selle jagada kahte tüüpi: sensori tüüp ja valguse ülekande tüüp.
Optiline kiud tajumise tüüpi optilise kiu sensor mitte ainult edastab valgust, vaid toimib ka fotoelektriline andur. Tänu väliskeskkonna mõjule optilisele kiule endale toimib mõõdetav füüsiline kogus sensoril läbi optilise kiu, nii et optilise lainejuhi omadused (valguse intensiivsus, faas, polarisatsiooniolek, lainepikkus jne) on moduleeritud. Sensor-tüüpi optilised kiudandurid on omakorda jagatud valguse rõhutavad tüüp, faasi modulatsiooni tüüp, vibratsiooni oleku modulatsiooni tüüp ja lainepikkuse modulatsiooni tüüp.
Volditud valguse edastamise kiud
Valguse edastamise tüüp optilise kiu sensor sisendab optilise signaali moduleeritud mõõdetud objekti kiudoptiliseks, ja seejärel teeb mõõtmise, töötledes optiline signaal väljund lõpus. Seda tüüpi andur on veel üks valgustundlik element tundlik füüsilise koguse mõõdetavad, ja optiline kiud kasutatakse ainult valguse ülekandeelement tuleb lisada tundliku elemendiga, mis suudab modulerida valgust läbib optilise kiu moodustada sensor element. Fiiberoptiliste andurid saab jagada kolme tüüpi: punkt fiiberoptiliste andurid, lahutamatu fiiberoptiliste andurid, ja jaotatud fiiberoptiliste andurid vastavalt nende mõõtepiirkonna. Nende hulgas jaotatud kiudoptilised andurid kasutatakse avastada tüve jaotus suured struktuurid, ja saab kiiresti ja mitte-hävitavalt mõõta nihe, sise-või pinna stress ja muud olulised parameetrid struktuur. Tüüpi fiiberoptiliste andurid kasutatakse tsiviilehituse peamiselt matemaatika-Zender interferometric fiiberoptiliste andurid, Fabry-pero süvend fiiberoptiliste andurid, ja fiiber bragg võre andurid.
Optiliste kiudude sensori kergus, vastupidavus ja pikaajaline stabiilsus võimaldavad seda hõlpsasti rakendada sisemisele pingele ja tüve avastamisele mitmesugusteehitusmaterjalide, näiteks teraskonstruktsioonide ja betooni ehitamisel. Realiseeritud tervise kontrolli hoone ehitus.
Teine suur kategooria fiiberoptiliste andurid on kasutamine fiiberoptiliste andurid. Selle struktuur on umbes järgmine: Andur asub lõpus optilise kiu, ja optiline kiud on lihtsalt ülekandejoon valgus, mis muudab mõõdetud füüsilise koguse amplituud, faas või amplituud valguse. Selles sensorsüsteem, traditsiooniline andur ja kiudoptilised on kombineeritud. Kasutusele kiudoptilised võimaldab realiseerida sondi põhinev telemeetria. See kiudoptilise edastamise andur on lai rakendusvahemik ja on lihtne kasutada, kuid selle täpsus on veidi madalam kui esimese tüüpi sensor.
Optiline kiud on tõusev täht sensor pere. Seda kasutatakse laialdaselt tänu suurepärase jõudluse kiudoptilised. See on omamoodi andur väärt märkimist tootmispraktikas.
Fiiberoptiliste andurid on muutunud tõusev täht sensor pere tõttu oma palju eeliseid, ja mängida oma unikaalset rolli erinevates mõõtmistes, muutub asendamatu liige sensor pere.
Taotluse
Isoleeritud mustusest, magnetismist, helist, rõhust, temperatuurist, kiirendusest, güroskoobist, nihkest, vedeliku tasemest, pöördemomendist, fotoakustikust, voolust, optilise kiu andurist saab kasutada nihke, vibratsiooni, pöörlemise, rõhu, painutamise, pinge, kiirenduse, voolu, magnetvälja, pinge, niiskuse, temperatuuri, helivälja, voolu, kontsentratsiooni, PH väärtuse ja tüve mõõtmiseks. Kiudoptilised andurid on mitmesuguseid rakendusi, mis hõlmavad peaaegu kõiki olulisi valdkondi riigi majanduse ja riigi kaitse ja inimeste igapäevaelu. Neid saab kasutada ohutult ja tõhusalt karmides keskkondades. Need lahendavad palju tehnilisi probleeme, mis on paljudes tööstusharudes juba aastaid eksisteerinud. Turu nõudlus. Peamiselt avaldub järgmistes rakendustes:
Interferomeetriliste güroskoopide ja võrerõhuandurite kasutamine sildades, tammides, naftaväljades jne linnaehituses. Kiudoptilised andurid saab lisada betooni, süsinikkiust tugevdatud plastist ja erinevate komposiitmaterjalide testida stressi lõõgastuda, ehitusstressi ja dünaamiline koormus stress, et hinnata struktuurilise tulemuslikkuse silla lühiajaline ehitusfaasis ja pikaajaline tööseisund.
Elektrisüsteemis on vaja mõõta temperatuuri, voolu ja muid parameetreid, nagu temperatuuri avastamine kõrgepingetrafode ja suurte mootorite staatoris ja rootoris. Kuna elektriandurid on vastuvõtlikud elektromagnetvälja häiretele, ei saa neid sellistel juhtudel kasutada. Fiiberoptiliste sensor. Distributed kiudoptilise temperatuuri andur on kõrgtehnoloogia, mis on viimastel aastatel välja töötatud ruumilise temperatuuri väljajaotuse reaalajas mõõtmiseks. Distributed kiudoptilise temperatuuri sensorsüsteem ei ole mitte ainult eeliseid ühise optilise kiu andurid, vaid on ka võime mõõta temperatuuri erinevate punktide mööda kiudoptilised. Oma hajutatud seire võime, saame pidevalt mõõta temperatuuri erinevate punktide jooksul paar kilomeetrit mööda kiudaineid reaalajas. Positsioneerimistäpsus võib ulatuda meetrite järjestuseni ja mõõtmistäpsus võib ulatuda 1 kraadini. See sobib väga hästi suuremahuliseks ristumistemperatuuri mõõtmiseks. Rakenduse kord.
Lisaks kiudoptilised andurid saab kasutada ka raudtee seire, raketi tõukejõu süsteemid, ja õli hästi avastamise.
Kiudoptilised on tähelepanuväärne eeliseid lairiba, suur võimsus, pikamaa edastamise ja mitme parameetriga, jaotatud ja madala energiatarbega sensoring. Kiudoptilised sensorid võivad jätkuvalt absorbeerida uusi tehnoloogiaid ja seadmeid kiudoptilise side jaoks ning mitmesuguseid kiudoptilisi andureid kasutatakse eeldatavasti laialdaselt asjade internetis.