A modern érzékelési technológia területén a száloptikai érzékelők hatékony eszközként jelentkeztek a különféle fizikai és kémiai paraméterek mérésére. Vezető száloptikai érzékelő szállítójaként gyakran kérdeznek tőlem, hogy ezek az érzékelők hogyan mérik az átvitelt. Ebben a blogbejegyzésben a száloptikai érzékelő átviteli mérésének alapelveibe kerülök, feltárva az érintett kulcsfontosságú elemeket és technikákat.
A száloptikai érzékelők alapjai
Mielőtt belemerülnénk a mérési folyamatba, röviden nézzük át a száloptikai érzékelő alapvető alkotóelemeit. A magjában egy száloptikai érzékelő egy optikai szálból áll, amely a fény továbbításához szolgál. Az optikai rost általában üvegből vagy műanyagból készül, és úgy tervezték, hogy a teljes belső tükrözés révén a fényt vezesse.
A száloptikai érzékelőknek két fő típusa van: belső és külső. A belső érzékelők a mérőszám (a mért fizikai vagy kémiai paraméter) és a rost optikai tulajdonságai közötti kölcsönhatáson alapulnak. A külső érzékelők viszont csak a rostot használják a fény továbbításának eszközeként a roston kívüli érzékelő elemre és onnan.
A sebességváltó mérése az optikai érzékelőkben
Az átvitel mérése a száloptikai érzékelőkben az optikai szálon keresztüli fényterjedés elvén alapul. Amikor a fényt injektálják a rostba, akkor a rost magja mentén halad, és a mag és a burkolat közötti törésmutató különbségével vezet. Ahogy a fény áthalad a roston, különféle tényezők, például a mérőszám jelenléte befolyásolhatják, ami a fény intenzitásában, fázisában vagy polarizációjában változást okozhat.
Intenzitás-alapú mérés
A száloptikai érzékelők átvitelének mérésének egyik leggyakoribb módszere az intenzitás-alapú mérés. Ebben a megközelítésben a rostból kialakuló fény intenzitását megmérik és korreláljuk a mérés értékével. Például egy száloptikai érzékelőben, amelyet a hőmérséklet mérésére használnak, a fény intenzitása megváltozhat, mivel a szál hőmérséklete a termo-optikai hatás miatt megváltozik, ami a szálas anyag törésmutatójának megváltozását okozza.
Egy intenzitás-alapú mérési rendszer megvalósításához egy fényforrást, például lézert vagy LED-et használnak a fény befecskendezéséhez a rostba. A fény ezután áthalad a roston, és kölcsönhatásba lép a Meaturand -nal. A rost kimeneti végén egy fotodetektorot használnak a fény intenzitásának mérésére. A fotodetektor kimenetét ezután feldolgozzuk a mérés mérésére.
Fázis-alapú mérés
A fázis alapú mérés egy másik fontos módszer a száloptikai érzékelők átvitelének mérésére. Ebben a megközelítésben a rostból kialakuló fény fázisát megmérik és korreláljuk a mérés értékével. A fázisváltozások különféle tényezők, például a feszültség, a hőmérséklet vagy a nyomás miatt fordulhatnak elő, amelyek a rost optikai útjának hosszában megváltozhatnak.
A fázis alapú mérési rendszer megvalósításához egy koherens fényforrást, például lézert használ a fény befecskendezésére a rostba. A fény ezután áthalad a roston, és kölcsönhatásba lép a Meaturand -nal. A rost kimeneti végén a fényt egy referencia -gerendával kombináljuk, és a két gerenda közötti fáziskülönbséget interferométerrel mérjük. Az interferométer kimenetét ezután feldolgozzuk a mérés mérésére.
Polarizáció-alapú mérés
A polarizáció-alapú mérés kevésbé gyakori, de még mindig fontos módszer a száloptikai érzékelők átvitelének mérésére. Ebben a megközelítésben a rostból kialakuló fény polarizációs állapotát megmérjük és korreláljuk a mérés értékével. A polarizációs változások különféle tényezők, például stressz, mágneses mezők vagy elektromos mezők miatt fordulhatnak elő, amelyek változást okozhatnak a szálas anyag kettős beterjesztésében.
A polarizáció-alapú mérési rendszer megvalósításához egy polarizált fényforrást használnak a fény befecskendezésére a rostba. A fény ezután áthalad a roston, és kölcsönhatásba lép a Meaturand -nal. A rost kimeneti végén a fény polarizációs állapotát polariméterrel mérjük. A polariméter kimenetét ezután feldolgozzuk a mérés mérésére.
Egy száloptikai érzékelő rendszer kulcseleme
Maga az optikai szálon kívül egy száloptikai érzékelő rendszer általában számos más kulcsfontosságú alkatrészből áll, beleértve egy fényforrást, fotodetektorot és egy jelfeldolgozó egységből. Vessen egy pillantást ezeknek az alkatrészeknek az egyes elemeire.
Fényforrás
A fényforrás felelős a fény befecskendezéséért a rostba. A fényforrás megválasztása számos tényezőtől függ, mint például a száloptikai érzékelő típusától, a szükséges fényhullámhossztól és a rendszer energiaigényétől. A száloptikai érzékelő rendszerekben használt általános fényforrások közé tartoznak a lézerek, LED -ek és a szuperlumineszcens diódák.
Fotodetektor
A fotodetektor felelős a rostból kialakuló fény intenzitásának, fázisának vagy polarizációjának méréséért. A fotodetektor megválasztása számos tényezőtől függ, például a kimutatott fény hullámhosszától, a szükséges érzékenységtől és a válasz sebességétől. A száloptikai érzékelő rendszerekben alkalmazott általános fotodetektorok közé tartozik a fotodiódok, a lavina fotodiódok és a fotomultiplier csövek.
Jelfeldolgozó egység
A jelfeldolgozó egység felelős a fotodetektor kimenetének feldolgozásáért a mérés mérése érdekében. A jelfeldolgozó egység általában erősítőből, szűrőből és mikrovezérlőből vagy számítógépből áll. Az erősítőt használják a fotodetektor gyenge jelének amplifikálására, a szűrőt a jel eltávolítására használják a jelből, és a mikrovezérlőt vagy a számítógépet a szükséges számítások elvégzésére és a mérési eredmények megjelenítésére használják.
A száloptikai érzékelők alkalmazása
A száloptikai érzékelők széles körű alkalmazásokkal rendelkeznek a különféle iparágakban, beleértve a repülőgépet, az autóipari, az egészségügyi és a környezeti megfigyelést. A száloptikai érzékelők néhány általános alkalmazása a következők:
- Szerkezeti egészségügyi megfigyelés: A száloptikai érzékelők felhasználhatók a hidak, épületek és egyéb infrastruktúra szerkezeti egészségének nyomon követésére a törzs, a hőmérséklet és a rezgés mérésével.
- Hőmérsékleti érzékelés: A száloptikai érzékelők felhasználhatók a hőmérséklet mérésére durva környezetben, például erőművekben, kémiai növényekben, valamint olaj- és gázkútokban.
- Nyomásérzékelés: A száloptikai érzékelők felhasználhatók a hidraulikus rendszerek, pneumatikus rendszerek és orvostechnikai eszközök nyomásának mérésére.
- Vegyi érzékelés: A száloptikai érzékelők felhasználhatók a vegyi anyagok jelenlétének kimutatására a környezetben, például a vízben, a levegőben és a talajban.
Száloptikai érzékelőtermékeink
Száloptikai érzékelő beszállítójaként kiváló minőségű száloptikai érzékelő termékek széles skáláját kínáljuk, beleértveRostérzékelő mátrix,Száloptikai erősítő, ésSzáloptikai érzékelő kábel- Termékeinket úgy terveztük, hogy pontos és megbízható méréseket biztosítsanak különféle alkalmazásokban, és elkötelezettek vagyunk azért, hogy ügyfeleink számára a lehető legjobb szolgáltatást és támogatást nyújtsuk.
Következtetés
Összegezve, a száloptikai érzékelők hatékony eszközök az átvitel mérésére különféle alkalmazásokban. A száloptikai érzékelő átvitel mérésének és a száloptikai érzékelő rendszer kulcselemeinek megértésével kiválaszthatja a megfelelő érzékelőt az alkalmazáshoz, és biztosíthatja a pontos és megbízható méréseket. Ha érdekli, hogy többet megtudjon a száloptikai érzékelő termékeinkről, vagy bármilyen kérdése van a száloptikai érzékelő technológiával kapcsolatban, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk. Bízunk benne, hogy megvitatja az Ön igényeit, és segítsen megtalálni az alkalmazásának legjobb megoldását.
Referenciák
- "Száloptikai érzékelők: Bevezetés", Ad Kersey, Ma Davis, HJ Patrick, M. LeBlanc, KP Koo, CG Askins, Ma Putnam és EJ Friebele.
- "Optikai szálas kommunikáció", G. Keizer.
- "Száloptikai érzékelő technológia: alapelvek és alkalmazások", TK Gustafson.