1960 m. Buvo išrasta lazerio šviesa, o išradę lazerius, mokslininkai parodė norą ištirti optinių skaidulų ryšio sistemų taikymą jutimui, duomenų perdavimui ir daugeliui kitų programų. Vėliau šviesolaidžio ryšio sistema tapo svarbiausiu gigabitų ir ne tik gigabitų duomenų perdavimo pasirinkimu. Šio tipo šviesolaidinis ryšys naudojamas duomenims, balso, telemetrijos ir vaizdo perdavimui dideliu atstumu ar kompiuterių tinklais ar LAN. Ši technologija naudoja šviesos bangą duomenims perduoti pluoštu, keisdama elektroninius signalus į šviesą. Kai kurie puikūs šios technologijos bruožai yra lengvas svoris, mažas slopinimas, mažesnis skersmuo, tolimojo signalo perdavimas, perdavimo saugumas ir kt.

Skaiduliniai optiniai jutikliai

Svarbu tai, kad telekomunikacijų technologija pakeitė naujausią šviesolaidinės technologijos pažangą. Paskutinė revoliucija pasirodė kaip dizaineriai, derinantys produktyvius rezultatus optoelektronikos prietaisai su šviesolaidžio-telekomunikacijų prietaisais, kad būtų sukurti šviesolaidžio jutikliai. Daugelis komponentų, susijusių su šiais įrenginiais, dažnai yra sukurti optinių skaidulinių jutiklių programoms. Šviesolaidžių jutiklių gebėjimas padidėjo tradicinių jutiklių vietoje.

Skaiduliniai optiniai jutikliai

Šviesolaidžio jutikliai, dar vadinami optinio pluošto jutikliais, naudoja optinį pluoštą ar jutimo elementą. Šie jutikliai naudojami tam tikriems kiekiams, pavyzdžiui, temperatūrai, slėgiui, vibracijai, poslinkiams, posūkiams ar cheminių medžiagų koncentracijai pajusti. Pluoštai yra tiek daug naudojami nuotolinio stebėjimo srityje, nes jiems nuotolinėje vietoje nereikia elektros energijos ir jie yra mažo dydžio.

Skaiduliniai optiniai jutikliai yra svarbiausi nejautrioms sąlygoms, įskaitant triukšmą, didelę vibraciją, didelę šilumą, drėgną ir nestabilią aplinką. Šie jutikliai gali lengvai tilpti mažose vietose ir būti teisingai išdėstyti visur, kur reikia lanksčių pluoštų. Bangos ilgio poslinkį galima apskaičiuoti naudojant prietaisą, optinio dažnio ir srities reflektometriją. Šviesolaidžių daviklių vėlavimą galima nuspręsti naudojant tokį prietaisą kaip optinis laiko domeno reflektorius.

Skaidulinio optinio jutiklio blokinė schema

Bendroji optinio pluošto jutiklio blokinė schema parodyta aukščiau. Bloko schemą sudaro optinis šaltinis ( Šviesos diodas , LASER ir lazerinis diodas), optinis pluoštas, jutimo elementas, optinis detektorius ir galutinio apdorojimo įtaisai (optinio spektro analizatorius, osciloskopas). Šie jutikliai skirstomi į tris kategorijas pagal veikimo principus, jutiklio vietą ir pritaikymą.

Šviesolaidinių jutiklių sistemų tipai

Šiuos jutiklius galima klasifikuoti ir paaiškinti taip:

1. Atsižvelgiant į jutiklio vietą, šviesolaidžio jutikliai skirstomi į du tipus:

Būdingi skaiduliniai optiniai jutikliai
Išorinis optinio pluošto jutiklis

Vidinio tipo šviesolaidžio jutikliai

Šio tipo jutikliuose jutimas vyksta pačiame pluošte. Jutikliai priklauso nuo paties optinio pluošto savybių, kai aplinkos veiksmai paverčiami a moduliacija pro jį einančios šviesos pluošto. Čia viena iš šviesos signalo fizinių savybių gali būti dažnio, fazės, poliarizacijos intensyvumo forma. Naudingiausia vidinio pluošto optinio jutiklio savybė yra tai, kad jis suteikia paskirstytą jutimą dideliu atstumu. Pagrindinė vidinio šviesolaidžio jutiklio koncepcija parodyta kitame paveiksle.

Vidinio tipo šviesolaidžio jutikliai

Išorinio pluošto optiniai jutikliai

Išorinio tipo šviesolaidžio davikliuose šviesolaidis gali būti naudojamas kaip informacijos laikmenos, rodančios kelią į juodąją dėžę. Jis generuoja šviesos signalą, atsižvelgiant į informaciją, gautą į juodąją dėžę. Juodoji dėžutė gali būti pagaminta iš veidrodžių,dujos ar kiti mechanizmai, generuojantys optinį signalą. Šie jutikliai naudojami matuoti sukimąsi, vibracijos greitį, poslinkį, sukimąsi, sukimo momentą ir pagreitį. Majoras šių jutiklių nauda yra jų sugebėjimas pasiekti vietas, kurios šiaip nepasiekiamos.

Išorinio pluošto optiniai jutikliai

“kokie yra skirtingi eterneto kabelių tipai ”

Geriausias šio jutiklio pavyzdys yra orlaivio reaktyvinio variklio, kuris naudoja pluoštą spinduliuotei perduoti spinduliuotę į radiacijos pirometrą, esantį už variklio ribų, vidinės temperatūros matavimas. Lygiai taip pat šie jutikliai taip pat gali būti naudojami matuojant vidaus temperatūrą transformatoriai . Šie jutikliai puikiai apsaugo matavimo signalus nuo triukšmo sugadinimo. Šiame paveikslėlyje parodyta pagrindinė išorinio pluošto optinio jutiklio koncepcija.

2. Remiantis veikimo principais, šviesolaidžio jutikliai skirstomi į tris tipus:

Pagal intensyvumą
Fazės pagrindu
Poliarizacija pagrįsta

Intensyvumo šviesolaidžio jutiklis

Intensyvumo šviesolaidžio jutikliams reikia daugiau šviesos, o šie jutikliai naudoja daugelio režimų didelius šerdies pluoštus. Parodytame paveikslėlyje pateikiama idėja apie tai, kaip šviesos intensyvumas veikia kaip jutimo parametras, ir kaip šis išdėstymas priverčia pluoštą veikti kaip vibracijos jutiklis. Kai yra vibracija, pasikeis šviesa, įterpta iš vieno galo į kitą, ir tai padarys intelektą vibracijos amplitudei matuoti.

Intensyvumo šviesolaidžio jutiklis

Paveikslėlyje artimesnis šviesolaidis ir vibracijos jutiklis priklauso nuo šviesos intensyvumo vėlesnėse dalyse. Šie jutikliai turi daug apribojimų dėl kintančių sistemos nuostolių, kurių nėra aplinkoje. Šie kintamieji nuostoliai apima nuostolius dėl sujungimų, mikro ir makrokomandos lenkimo nuostolius, nuostolius dėl jungčių sujungimo vietose ir kt. Pavyzdžiai apima intensyvumo jutiklius arba mikrobendrinius jutiklius ir evanescent bangų jutiklius.

Šių šviesolaidžių jutiklių pranašumai yra maža kaina, galimybė veikti kaip realūs paskirstyti jutikliai, labai paprasta įdiegti, galimybė būti multipleksuotais ir kt. Trūkumai yra šviesos intensyvumo svyravimai ir santykiniai matavimai ir kt.

Poliarizacijos pagrindu veikiantis šviesolaidžio jutiklis

Poliarizacijos pagrindu pagaminti optiniai pluoštai yra svarbūs tam tikros klasės jutikliams. Šią savybę galima paprasčiausiai modifikuoti įvairiais išoriniais kintamaisiais, taigi, šiais jutiklių tipai gali būti naudojamas parametrų diapazonui matuoti.Sukurti specialūs pluoštai ir kiti komponentai, turintys tikslias poliarizacijos ypatybes. Paprastai jie naudojami atliekant įvairius matavimus, ryšio ir signalo apdorojimo programas.

Poliarizacijos pagrindu veikiantis šviesolaidžio jutiklis

Optinis optinio optinio jutiklio poliarizacijos nustatymas parodytas aukščiau. Jis formuojamas poliarizuojant šviesos šaltinį per poliarizatorių. Poliarizuota šviesa pradedama nuo 45 ° nuo pasirinktų ašių, kurių ilgis yra abipusio lūžio poliarizaciją apsaugantis pluoštas. Ši skaidulos dalis naudojama kaip jutiklis. Tada fazių skirtumas tarp dviejų poliarizacijos būsenų pasikeičia esant bet kokiems išoriniams trikdžiams, tokiems kaip įtempimas ar įtempimas. Tada, atsižvelgiant į išorinius trikdžius, išvesties poliarizacija pasikeičia. Taigi, atsižvelgiant į išvesties poliarizacijos būseną kitame pluošto gale, galima aptikti išorinius trikdžius.

Fazinis optinio pluošto jutiklis

Tokio tipo jutikliai naudojami keičiant informacijos signalo spinduliuotę, kur signalą stebi fazinis optinio pluošto jutiklis. Kai šviesos spindulys praeina per interferometrą, šviesa išsiskiria į dvi pluoštus. Kai vienas pluoštas yra veikiamas jutimo aplinkos, o kitas spindulys yra izoliuotas nuo jutimo aplinkos, kuri naudojama kaip atskaitos taškas. Kai dvi atskirtos sijos yra sujungtos, tada jos trukdo viena kitai. Dažniausiai naudojami interferometrai yra Michelsonas, Machas Zehnderis, Sagnacas, grotelės ir polarimetriniai interferometrai. Čia matomi Macho Zehnderio ir Michelsono interferometrai.

Fazinis optinio pluošto jutiklis

čia yra dviejų interferometrų skirtumai ir panašumai. Kalbant apie panašumus, „Michelson“ interferometras dažnai laikomas sulankstytu Macho Zehnderio interferometru. Norint konfigūruoti „Michelson“ interferometrą, reikia tik vieno optinio pluošto jungties. Kadangi šviesa du kartus praeina per jutimo ir etaloninius pluoštus, optinis fazinis poslinkis pluošto ilgio vienetui padvigubėja. Taigi, Michelsonas iš esmės gali turėti geresnį jautrumą. Kitas aiškus „Michelson“ pranašumas yra tas, kad jutiklį galima klausinėti tik su vienu pluoštu tarp šaltinio ir šaltinio detektoriaus modulio. Tačiau „Michelson“ interferometrui reikalingas geros kokybės atspindžio veidrodis

3. Atsižvelgiant į taikymą, šviesolaidžio jutikliai skirstomi į tris tipus, tokius kaip

Cheminis jutiklis
Fizinis jutiklis
Bio medicinos jutiklis

Cheminis jutiklis

Cheminis jutiklis yra įtaisas, naudojamas cheminei informacijai transformuoti išmatuojamo fizinio signalo pavidalu, kuris yra susijęs su tam tikrų cheminių medžiagų koncentracija. Cheminis jutiklis yra svarbus analizatoriaus komponentas ir gali apimti kai kuriuos prietaisus, kurie atlieka šiuos veiksmus: funkcijos: signalo apdorojimas, mėginių ėmimas ir duomenų apdorojimas. Analizatorius gali būti svarbi automatizuotos sistemos dalis.

Cheminis jutiklis

Analizatoriaus darbas pagal mėginių ėmimo planą kaip laiko funkciją veikia kaip monitorius. Šiuos jutiklius sudaro du funkciniai vienetai: receptorius ir keitiklis. Receptorių dalyje cheminė informacija paverčiama energija, kurią gali išmatuoti daviklis. Daviklio dalyje cheminė informacija paverčiama analitiniu signalu ir nerodo jautrumo.

Fizinis jutiklis

Fizinis jutiklis yra įtaisas, pagamintas atsižvelgiant į fizinį poveikį ir pobūdį. Šie jutikliai naudojami informacijai apie fizinę sistemos savybę pateikti. Šio tipo jutiklius dažniausiai žymi tokie jutikliai kaip fotoelektriniai jutikliai, pjezoelektriniai jutikliai , metaliniai varžos tempimo jutikliai ir puslaidininkiniai pjezovaržiniai jutikliai.

Bio medicinos jutiklis

Biomedicinos jutiklis yra elektroninis prietaisas, naudojamas įvairiems neelektriniams dydžiams biomedicinos laukuose perkelti į lengvai aptinkamus elektrinius dydžius. Dėl šios priežasties šie jutikliai įtraukiami į sveikatos priežiūros analizę. Ši jutimo technologija yra raktas į žmogaus patologinės ir fiziologinės informacijos rinkimą.

Bio medicinos jutiklis

Skaidulinių optinių jutiklių taikymas

Skaiduliniai optiniai jutikliai naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip

Fizinių savybių, tokių kaip temperatūra, poslinkis, matavimas,greitis, įtempimas bet kokio dydžio ar bet kokios formos konstrukcijose.
Realiu laiku stebint fizinę sveikatos struktūrą.
Pastatai ir tiltai, tuneliai,Užtvankos, paveldo struktūros.
Naktinio matymo kamera, elektroninės apsaugos sistemos Dalinis transporto priemonės išmetimo aptikimas ir ratų apkrovos matavimas.

Taigi, apžvalga šviesolaidžio jutikliai ir programos buvo aptartos. Yra daug pluošto optinių jutiklių naudojimo tolimam ryšiui pranašumų, įskaitant mažą dydį, lengvą svorį, kompaktiškumą, didelį jautrumą, platų pralaidumą ir kt. Visos šios savybės geriausiai naudoja šviesolaidį kaip jutiklį. Be to, už bet kokią pagalbą šia tema arba jutikliais pagrįstos projekto idėjos , galite susisiekti su mumis komentuodami žemiau esančiame komentarų skyriuje.

Nuotraukų kreditai: