Jenis, Prinsip kerja, dan karakteristik sensor serat optik

Sensor suhu serat optik, Sistem pemantauan cerdas, Produsen serat optik terdistribusi di Cina

Apa itu Sensor serat optik

Sensor serat optik terdiri dari modul seperti sumber cahaya, Serat transmisi, komponen sensor atau zona modulasi, fotodetektor, dan komponen lain untuk membentuk sensor serat optik. Pola intensitas, Panjang gelombang, Amplitudo, fase, Polarisasi, dan parameter distribusi dapat dipengaruhi oleh faktor eksternal seperti suhu, tekanan, akselerasi, voltase, arus, perpindahan, Getaran, rotasi, Membungkuk, menyaring, serta efek kimia dan biokimia pada jalur optik, menghasilkan perubahan yang sesuai dalam parameter ini selama transmisi serat optik. Sensor serat optik digunakan untuk mendeteksi besarnya besarnya besaran fisik yang sesuai berdasarkan hubungan antara parameter ini dan perubahan faktor eksternal.

Karakteristik sensor serat optik

Tidak seperti sensor tradisional, Sensor serat optik memiliki fisik yang sangat baik, kimiawi, Mekanik, dan kinerja transmisi, membuatnya berukuran kecil, ringan, tahan terhadap interferensi elektromagnetik, korosi, sensitivitas tinggi, lebar dalam bandwidth pengukuran, dan jarak jauh. Mendeteksi perangkat elektronik dan sensor, dan membentuk jaringan sensor.
Sensitivitas sensor serat optik canggih beberapa kali lipat lebih tinggi daripada sensor tradisional, dan dapat mengukur lebih dari 70 besaran fisik.

Keuntungan dari sensor serat optik

1. Ini memiliki keunggulan akurasi tinggi, Kecepatan respons cepat, Rentang fitur linier yang luas, Pengulangan yang baik, dan rasio signal-to-noise yang tinggi Karena jumlah besar dan harga serat optik yang rendah, mereka dapat digunakan secara luas
Serat optik terbuat dari bahan dielektrik seperti kuarsa untuk transmisi sinyal listrik dan optik, memastikan keamanan, Keandalan, dan ketahanan yang kuat terhadap interferensi elektromagnetik. Dapat beradaptasi dengan kondisi kerja di kelistrikan, minyak bumi, kimia, Metalurgi, dan lingkungan yang mudah terbakar atau beracun lainnya.
2. Tahan korosi, kemampuan anti polusi yang kuat, Dapat digunakan di tempat-tempat dengan perbedaan suhu yang besar, Ketepatan waktu yang baik, dan umur panjang.
3. Ukuran kecil, ringan, Mudah dipasang, dan dapat beradaptasi dengan lingkungan utama.
4. Serat optik adalah perangkat pasif dengan kemandirian yang baik dan tidak akan merusak keadaan yang diukur.
5. Mengukur objek secara luas. Sekarang, Berbagai pengukuran kinerja suhu, tekanan, perpindahan, kecepatan, tingkat, radiasi, dan fisik lainnya, kimiawi, Biomassa, dan sensor serat optik lainnya tersedia.
6. Multipoint multiplexing nyaman dan memiliki kehilangan transmisi yang rendah. Cocok untuk membentuk jaringan pengukuran dan mencapai telemetri cerdas real-time multi-titik.
Sensor berkembang menjadi sensitif, akurat, Beradaptasi, padat, dan sensor cerdas. Dalam proses ini, Sensor Serat Optik, Anggota baru dari keluarga sensor, disukai.

Prinsip kerja sensor serat optik

Sensor serat optik adalah sensor berdasarkan konversi kuantitas optik, yang menggunakan sinyal optik sebagai pembawa untuk transmisi dan konversi, dan mentransmisikan sinyal optik melalui serat optik. Sensor serat optik terutama terdiri dari sumber cahaya, serat optik (disebut sebagai serat), fotodetektor, dan perangkat tambahan. Ada banyak jenis sumber cahaya, seperti lampu filamen tungsten, Laser, dan dioda pemancar cahaya. Serat optik sangat tipis, lembut, dan fleksibel, menjadikannya serat transparan yang dapat memandu cahaya.
Status Perkembangan Sensor Serat Optik
Pengembangan teknologi penginderaan serat optik global dimulai pada tahun 1977. Dalam beberapa tahun terakhir, Ini telah dikembangkan dan dipromosikan di bidang-bidang seperti mekanik, instrumentasi elektronik, Aerospace, minyak bumi, kimiawi, dan otomatisasi proses produksi keamanan pangan, deteksi online, dan diagnosis kesalahan.
Tidak seperti produk komunikasi serat optik, Produk penginderaan serat optik memiliki karakteristik ukuran batch kecil, beberapa varietas, dan distribusi di berbagai pasar tersegmentasi. Tidak ada perusahaan asing besar yang berspesialisasi dalam penginderaan serat optik, tetapi banyak raksasa minyak asing dan perusahaan peralatan listrik besar seperti ABB dan Siemens memiliki bisnis penginderaan serat optik mereka sendiri. Tetapi sulit bagi dunia luar untuk memahami perkembangan perusahaan-perusahaan ini. Di beberapa bidang yang sedang berkembang seperti penginderaan terdistribusi, Ada juga banyak perusahaan profesional kecil dan menengah.

Jenis sensor serat optik

Sekarang, Produk dengan aplikasi yang matang dan penerimaan pasar yang tinggi meliputi: Sensor Suhu / Tekanan / Regangan kisi serat optik; Produk sensor suhu serat optik fluoresen tipe titik; Produk penginderaan tekanan/suhu/getaran serat optik tipe titik; Produk penginderaan arus serat optik; Produk giroskop serat optik; Sistem pengukuran suhu Raman serat terdistribusi; Sistem pemantauan intrusi interferensi serat optik.
Meskipun teknologi penginderaan serat optik telah mencapai aplikasi tertentu dalam deteksi praktis, Masih ada beberapa masalah, seperti masalah proses struktur tertanam serat optik. Meskipun metode instalasi dapat ditingkatkan, itu juga dapat menyebabkan ketegangan pertama kali ditularkan melalui logam, dan kemudian secara tidak langsung diinduksi melalui serat optik. Jadi, Koreksi eksperimental diperlukan untuk mengukur secara akurat. Pada waktu bersamaan, Sinyal keluaran sensor serat optik dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti fluktuasi sumber cahaya, Perubahan Kehilangan Transmisi Serat Optik, dan penuaan detektor, sehingga mengurangi akurasi pengukuran sensor serat optik. Sebagai tambahan, Kepraktisan sensor serat optik masih perlu dikembangkan, dan biaya pembuatannya juga sangat mahal. Sekarang, Sejumlah besar sensor serat optik masih dalam tahap laboratorium dan perlu digunakan sesegera mungkin.
Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi modern, Perolehan informasi menjadi semakin penting. Ini adalah sarana teknis penting untuk sensor sensor, Mendeteksi, Pemantauan, dan mengonversi informasi. Ini adalah sensor serat optik kedua, dan elektronik adalah salah satu sensor baru.

Deskripsi sensor serat optik

Sensor serat optik adalah sensor yang menggunakan karakteristik transmisi optik serat optik untuk mengubah data pengukuran menjadi perubahan karakteristik optik (Intensitas, fase, Polarisasi, Frekuensi, Panjang gelombang). Ini mentransmisikan cahaya dari sumber cahaya ke modulator melalui serat optik, menyebabkan sifat optik cahaya (seperti intensitas, Panjang gelombang, Frekuensi, fase, kemiringan, dll.) untuk mengubah setelah mengukur parameter dan interaksi antara cahaya yang memasuki wilayah modulasi. Ini disebut lampu sinyal modulasi. Setelah serat optik memasuki fotodetektor, itu didemodulasi. Parameter pengukuran yang diperoleh.

Tidak seperti sensor sebelumnya, Sensor serat optik menghilangkan status sinyal yang diukur sebagai sinyal optik. Sinyal optik tidak hanya dapat dirasakan secara langsung oleh manusia, tetapi juga dapat digunakan dengan dioda semikonduktor, seperti fotodioda. Komponen kecil dan sederhana juga dapat digunakan untuk konversi fotolistrik dan elektro-optik, membuatnya mudah dicocokkan dengan beberapa komponen elektronik; Sebagai tambahan, Serat optik bukan hanya komponen sensitif, tetapi juga saluran transmisi kehilangan rendah yang sangat baik. Jadi, Sensor serat optik juga dapat digunakan untuk pengukuran jarak jauh yang tidak cocok untuk sensor tradisional.

Penginderaan serat optik mencakup dua fungsi: Merasakan dan mentransmisikan sinyal eksternal. Yang disebut persepsi mengacu pada parameter karakteristik fisik gelombang cahaya yang ditransmisikan dalam serat optik, seperti intensitas cahaya (kuasa), Panjang gelombang, Frekuensi, fase, dan keadaan polarisasi, yang berubah sesuai dengan perubahan hukum sinyal eksternal. Perubahan parameter optik adalah persepsi perubahan sinyal eksternal. Pada dasarnya, Persepsi ini dicapai melalui modulasi gelombang cahaya yang disebarkan melalui sinyal eksternal dalam serat optik. Yang disebut transmisi mengacu pada serat optik yang mentransmisikan gelombang cahaya yang dimodulasi oleh sinyal eksternal ke fotodetektor untuk deteksi, Mengekstraksi sinyal eksternal dari gelombang cahaya, dan memproses data sesuai kebutuhan, Yaitu, demodulasi.
Jadi, Kedua teknologi ini termasuk teknologi penginderaan serat optik untuk modulasi dan demodulasi, Yaitu, Cara memodulasi parameter sinyal eksternal (untuk diukur) dalam modulasi serat gelombang optik (atau teknologi pemuatan) dan cara mengekstrak sinyal eksternal yang telah dimodulasi (Diukur) dalam teknologi gelombang optik untuk demodulasi (atau deteksi).

Prinsip dasar sensor serat optik

Serat optik adalah singkatan dari serat optik. Komponen utama serat optik adalah silikon dioksida, yang terdiri dari inti indeks bias tinggi, kelongsong indeks bias rendah, dan lapisan pelindung. Sumbu adalah filamen kaca tipis dengan diameter kira-kira 0.1 Milimeter, di mana cahaya dikelilingi dan merambat di sepanjang sumbu. Penemuan sensor serat optik berasal dari praktik mendeteksi interferensi eksternal pada serat optik. Dalam praktik, Telah ditemukan bahwa perubahan lingkungan eksternal dapat menyebabkan perubahan parameter transmisi internal serat optik. Perubahan ini semua disebabkan oleh pengaruh faktor eksternal, yang telah mengarah pada pengembangan teknologi penginderaan serat optik.

Serat optik memiliki banyak parameter eksternal pada sensitivitas tertentu. Prinsip penginderaan serat optik adalah bagaimana serat ini berpengaruh, modulasi cahaya, dan area interaksi eksternal dari parameter yang diukur mencapai fungsi “Penularan”, dan eksternal dari parameter yang diukur, yang merupakan studi tentang “perasaan” inti sensor serat optik.

Dalam sistem komunikasi optik, Serat optik digunakan sebagai media untuk transmisi sinyal gelombang optik jarak jauh. Jelas, dalam aplikasi ini, semakin kecil interferensi eksternal, semakin baik sinyal optik yang ditransmisikan oleh serat optik. Namun, dalam proses transmisi optik yang sebenarnya, Serat optik mudah dipengaruhi oleh faktor lingkungan eksternal, seperti suhu, tekanan, medan elektromagnetik, dan kondisi eksternal lainnya, yang akan menyebabkan perubahan parameter gelombang optik, seperti intensitas cahaya, fase, Frekuensi, Polarisasi, Panjang gelombang, dll. Jadi, Dapat dilihat bahwa jika perubahan parameter gelombang optik dapat diukur, Kita dapat mengetahui besarnya berbagai besaran fisik yang menyebabkan perubahan parameter gelombang optik, sehingga memunculkan teknologi penginderaan serat optik. Teknologi penginderaan serat optik adalah teknik yang mengubah besaran fisik eksternal menjadi sinyal yang dapat diukur secara langsung menggunakan karakteristik sensitif serat optik. Karena serat optik tidak hanya dapat digunakan sebagai media perambatan gelombang cahaya, tetapi juga sebagai parameter karakteristik (Amplitudo, fase, keadaan polarisasi, Panjang gelombang, dll.). Gelombang cahaya dapat secara langsung atau tidak langsung diubah oleh faktor eksternal seperti suhu, tekanan, menyaring, medan magnet, medan listrik, perpindahan, rotasi, dll. Jadi, Serat optik juga dapat digunakan sebagai elemen pengineraan untuk mendeteksi berbagai besaran fisik.