Optinio pluošto grotelių jutiklių principas ir charakteristikos

Pastaraisiais metais, sparčiai plėtojant šviesolaidinę technologiją, atsirado daug naujų tipų pluoštų ir šviesolaidinių prietaisų. Tuo pačiu metu, naudojant įvairius naujus šviesos šaltinius ir šviesolaidinius detektorius, Šviesolaidinio jutimo technologija padarė didelę pažangą technologijų plėtros ir praktinio pritaikymo srityse.

Šviesolaidiniai jutikliai, kaip svarbus optinių skaidulų panaudojimas, sulaukia vis daugiau dėmesio dėl savo mažo dydžio, lengvas svoris, ir didelis jautrumas. Jie turi neprilygstamų pranašumų užkertant kelią magnetinio lauko trukdžiams, korozija, Hidroizoliacijos, ir atsparumas aukštai temperatūrai ir slėgiui, palyginti su tradiciniais elektroniniais jutikliais.
Šviesolaidinių grotelių jutimo technologija yra svarbi optinio pluošto jutimo technologijos srities šaka. Jo jutimo principas yra tas, kad šviesolaidinių grotelių centrinis bangos ilgis pasislenka dėl išorinių fizinių parametrų pokyčių. Stebint optinio pluošto grotelių centrinio bangos ilgio dydį, gaunama konkreti informacija apie fizinius parametrus, taip pasiekiamas jutimas. Optinio pluošto grotelių jutiklis yra bangos ilgio moduliuotas optinio pluošto jutiklis, kuris, Be įprastų šviesolaidinių jutiklių charakteristikų, turi didesnį matavimo tikslumą, geresnė skiriamoji geba, ir labiau tinka paskirstytam matavimui.

Principas ir taikymo charakteristikos "Fiber Bragg" grotelių jutikliai

Dėl šviesos sukelto poveikio, Germanio dopingo pluoštuose gali būti sukurtas grotelių efektas, rezultatas – sėkmingai pagamintos pirmosios pasaulyje pluoštinės grotelės. Nuo tada, Pagrindiniai principai, Gamybos metodai, ir praktinis pluošto Bragg grotelių pritaikymas buvo plačiai ištirtas daugelio mokslininkų.
Pagrindinė optinių skaidulų medžiaga yra kvarcas, kurį sudaro pagrindinis sluoksnis ir dengiamasis sluoksnis, ir išorinis sluoksnis yra apsaugotas dangos sluoksniu. Dopinguojant pagrindinį sluoksnį, lūžio rodiklis (n1) šerdies sluoksnio yra didesnis nei dengiamojo sluoksnio (n2), sudaro optinį bangolaidį, kuriame šviesa gali sklisti šerdies sluoksnyje. Kai optinį pluoštą moduliuoja išoriniai veiksniai, Pagrindinio sluoksnio lūžio rodiklis periodiškai keičiasi, Pluošto grotelių formavimas. Fazinės kaukės metodas šiuo metu yra patogiausias ir efektyviausias būdas gaminti pluošto Bragg groteles, Gamybos proceso supaprastinimas ir gamybos sąnaudų mažinimas. Yra įvairių rūšių pluošto Bragg grotelės, tarp kurių tipiškas yra pluošto Bragg grotelės (FBG), kuris taip pat yra viena iš anksčiausiai sukurtų ir plačiausiai naudojamų pluošto Bragg grotelių.

Pagrindiniai pluošto Bragg grotelių jutimo principai

Tam tikru būdu suformuojant erdvinės fazės groteles ant optinio pluošto šerdies, kai šviesa praeina per šviesolaidines groteles, Režimo sujungimas vyksta tarp optinio pluošto šerdies režimų perdavimo į priekį ir atgal, dėl to optinio pluošto šerdies režimo perdavimas į priekį perkeliamas į optinio pluošto šerdies režimo atgalinį perdavimą. Tai yra, Krintanti šviesa, kurios bangos ilgis atsispindi šviesolaidinių grotelių centre (λ B) atsispindi, and the center reflection wavelength of the fiber optic grating is affected by strain and temperature. Stebint šviesolaidinės grotelės centrinio atspindžio bangos ilgio dydį, galima pasiekti atitinkamą įtempio ir temperatūros jutimą. Kiti fiziniai parametrai, tokie kaip slėgis, Poslinkis, Etc. gali būti konvertuojami į tokius veiksnius kaip temperatūra ar slėgis, kurie tiesiogiai veikia optinio pluošto groteles
Tai darydamas, pluošto Bragg grotelės gali būti naudojamos įvairių fizinių parametrų jutimui pasiekti.

Optinio pluošto grotelių taikymo charakteristikos

Remiantis pluošto Bragg grotelių medžiaga ir struktūrinėmis savybėmis, taip pat jų jutimo principai, Jie turi daug reikšmingų privalumų.

(1) Mažas dydis, lengvas svoris, paprasta struktūra, ir kintama išvaizda.

Paprastai, pluošto Bragg grotelės yra tik 3-5 cm ilgio ir turi lengvą pluoštą. Pluošto Bragg grotelių jutimo galvutė yra maža, Lankstus, ir nešiojamasis prietaisas, kurį galima supakuoti pagal faktinį pluošto Bragg grotelių jutiklių naudojimą, kad būtų patenkinti skirtingi jutimo poreikiai.

(2) Geras cheminis stabilumas.

Pagrindinė optinio pluošto grotelių sudedamoji medžiaga yra silicio dioksidas, pasižymintis geru cheminiu stabilumu. Taip, Optinio pluošto grotelių jutikliai turi stiprų atsparumą korozijai ir tinka atšiaurioms aplinkoms su chemine korozija, taip pat įvairios biologinės aplinkos.

(3) Geras fizinis stabilumas.

Pagrindinė optinio pluošto grotelių sudedamoji medžiaga yra silicio dioksidas, Taigi šviesolaidinės grotelės yra elektrą izoliuojančios, Vandeniui, ir atsparus aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui.

(4) Neturi įtakos elektromagnetiniams trukdžiams.

Dėl šviesolaidinių grotelių veikimo principo, jie turi savybę būti atsparūs elektromagnetiniams trukdžiams ir yra ypač tinkami atšiaurioms aplinkoms, turinčioms didelį spinduliuotės intensyvumą, pvz., medicininis aptikimas specialioje aplinkoje, pavyzdžiui, branduoliniuose magnetiniuose bandymuose.

(5) Didelis jutimo jautrumas.

"Fiber Bragg" grotelės pasiekia jutimą stebėdamos centro atspindėto bangos ilgio pokyčius, dėl to atsiranda didelis matavimo jautrumas. Dėl labai mažų pokyčių daugelyje medicininių aptikimų, Kai kurie įprasti jutikliai negali išmatuoti pokyčių. Taip, ši pluošto Bragg grotelių savybė užtikrina jo pritaikomumą medicinos prietaisų jutimo srityje.

(6) Didelis matavimo tikslumas.

Remiantis optinio pluošto grotelių jutimo principu, jam neturi įtakos kiti veiksniai, tokie kaip šviesos šaltiniai, ir jo matavimo tikslumas yra didelis. Tačiau, medicininiai jutikliai turi aukštus matavimo tikslumo reikalavimus, dėl to optinio pluošto grotelių charakteristika geriau atitinka medicininių jutiklių matavimo tikslumo reikalavimus.

(7) Paskirstytas matavimas realiuoju laiku.

Norint nuosekliai sujungti kelias pluošto Bragg groteles, galima naudoti kelis sutankinimo metodus, sudaryti paskirstytą jutiklių tinklą kelių taškų fiziniams kiekiams matuoti. Matavimo duomenys realiu laiku perduodami detektoriui per optines skaidulas, galiausiai pasiekti, kad realiuoju laiku būtų aptikti keli fiziniai kiekiai. Ši funkcija gali atitikti medicininių jutiklių kelių parametrų matavimo reikalavimus.

(8) Platus matavimo diapazonas.

Projektuojant pluošto Bragg grotelių struktūrą ir pakuotę, įvairūs fiziniai parametrai, tokie kaip padermė, temperatūra, slėgis, sukimosi greitis, pH vertė, ir galima išmatuoti drėgmę.

Šviesolaidinis temperatūros jutiklis, Pažangi stebėjimo sistema, Paskirstytas šviesolaidinis gamintojas Kinijoje