Tipos, principios de trabajo, y características de los sensores de fibra óptica

¿Qué es un sensor de fibra óptica

Los sensores de fibra óptica se componen de módulos como fuentes de luz., fibras de transmisión, Componentes del sensor o zonas de modulación., fotodetectores, y otros componentes para formar un sensor de fibra óptica.. Los patrones de intensidad, longitud de onda, amplitud, fase, polarización, y los parámetros de distribución pueden verse influenciados por factores externos como la temperatura, presión, aceleración, Voltaje, actual, desplazamiento, vibración, rotación, doblando, cepa, así como efectos químicos y bioquímicos en la trayectoria óptica., lo que resulta en cambios correspondientes en estos parámetros durante la transmisión de fibra óptica. Los sensores de fibra óptica se utilizan para detectar la magnitud de cantidades físicas correspondientes en función de la relación entre estos parámetros y los cambios en factores externos..

Las características de los sensores de fibra óptica.

A diferencia de los sensores tradicionales, Los sensores de fibra óptica tienen una excelente física., químico, mecánico, y rendimiento de la transmisión, haciéndolos pequeños en tamaño, ligero en peso, resistente a interferencias electromagnéticas, corrosión, alta en sensibilidad, amplio ancho de banda de medición, y de larga distancia. Detectar dispositivos electrónicos y sensores., y formar una red de sensores.
La sensibilidad de los sensores de fibra óptica avanzados es varios órdenes de magnitud mayor que la de los sensores tradicionales., y puede medir más 70 cantidades fisicas.

Las ventajas de los sensores de fibra óptica

1. Tiene las ventajas de una alta precisión., velocidad de respuesta rápida, amplio rango de características lineales, buena repetibilidad, y alta relación señal-ruido Debido a la gran cantidad y bajo precio de las fibras ópticas, pueden ser ampliamente utilizados
La fibra óptica está hecha de materiales dieléctricos como el cuarzo para la transmisión de señales eléctricas y ópticas., garantizando la seguridad, fiabilidad, Y fuerte resistencia a las interferencias electromagnéticas.. Puede adaptarse a las condiciones de trabajo en electricidad., petróleo, química, metalurgia, y otros ambientes inflamables o tóxicos.
2. Resistente a la corrosión, fuerte capacidad anticontaminación, Se puede utilizar en lugares con grandes diferencias de temperatura., buena puntualidad, y larga vida útil.
3. Pequeño en tamaño, ligero en peso, fácil de instalar, y adaptable al entorno principal.
4. La fibra óptica es un dispositivo pasivo con buena independencia y no dañará el estado medido..
5. Medir objetos ampliamente. Actualmente, varias mediciones de rendimiento de temperatura, presión, desplazamiento, velocidad, nivel, radiación, y otros físicos, químico, biomasa, y otros sensores de fibra óptica están disponibles.
6. La multiplexación multipunto es conveniente y tiene una baja pérdida de transmisión.. Adecuado para formar redes de medición y lograr telemetría inteligente multipunto en tiempo real.
Los sensores se están volviendo sensibles, preciso, adaptable, compacto, y sensores inteligentes. en este proceso, sensores de fibra óptica, un nuevo miembro de la familia de sensores, son favorecidos.

El principio de funcionamiento de los sensores de fibra óptica.

El sensor de fibra óptica es un sensor basado en la conversión de cantidades ópticas., que utiliza señales ópticas como portadora para la transmisión y conversión., y transmite señales ópticas a través de fibras ópticas.. Los sensores de fibra óptica se componen principalmente de fuentes de luz., fibras ópticas (denominadas fibras), fotodetectores, y dispositivos adicionales. Hay muchos tipos de fuentes de luz., como las lámparas de filamento de tungsteno, láseres, y diodos emisores de luz. La fibra óptica es muy delgada., suave, y flexible, convirtiéndola en una fibra transparente que puede guiar la luz..
El estado de desarrollo de los sensores de fibra óptica
El desarrollo de la tecnología global de detección de fibra óptica comenzó en 1977. En los últimos años, Ha sido desarrollado y promovido en áreas como la mecánica., instrumentación electrónica, aeroespacial, petróleo, químico, y automatización de procesos de producción de seguridad alimentaria, detección en línea, y diagnóstico de fallas.
A diferencia de los productos de comunicación de fibra óptica, Los productos de detección de fibra óptica tienen las características de un tamaño de lote pequeño., múltiples variedades, y distribución en diversos mercados segmentados. No existen grandes empresas extranjeras especializadas en sensores de fibra óptica., pero muchos gigantes petroleros extranjeros y grandes empresas de equipos energéticos como ABB y Siemens tienen sus propios negocios de detección de fibra óptica.. Pero al mundo exterior le resulta difícil comprender el desarrollo de estas empresas.. En algunos campos emergentes como la detección distribuida, También hay muchas pequeñas y medianas empresas profesionales..

Tipo de sensor de fibra óptica

Actualmente, Los productos con aplicaciones maduras y alta aceptación en el mercado incluyen: Sensores de temperatura/presión/deformación de rejilla de fibra óptica; Tipo de punto sensor de temperatura de fibra óptica fluorescente productos; Productos de detección de presión/temperatura/vibración f-p de fibra óptica tipo punto; Productos de detección de corriente de fibra óptica; Productos de giroscopio de fibra óptica.; Sistema de medición de temperatura Raman de fibra distribuida.; Sistema de monitoreo de intrusión por interferencias de fibra óptica..
Aunque la tecnología de detección de fibra óptica ha logrado ciertas aplicaciones en la detección práctica, todavía hay algunos problemas, tales como los problemas de proceso de las estructuras integradas de fibra óptica. Aunque los métodos de instalación se pueden mejorar, También puede provocar que la tensión se transmita primero a través del metal., y luego inducida indirectamente a través de fibra óptica. Por lo tanto, Se necesitan correcciones experimentales para medir con precisión.. Al mismo tiempo, La señal de salida de los sensores de fibra óptica se ve afectada por factores como las fluctuaciones en la fuente de luz., cambios en la pérdida de transmisión de fibra óptica, y envejecimiento del detector, reduciendo así la precisión de medición de los sensores de fibra óptica. Además, la practicidad de los sensores de fibra óptica aún debe desarrollarse, y sus costes de fabricación también son muy caros. Actualmente, Una gran cantidad de sensores de fibra óptica aún se encuentran en la etapa de laboratorio y deben ponerse en uso lo antes posible..
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas., La adquisición de información se ha vuelto cada vez más importante.. Es un medio técnico importante para la detección de sensores., detector, escucha, y convertir información. Es el segundo sensor de fibra óptica., y la electrónica es uno de los nuevos sensores.

Descripción del sensor de fibra óptica

Los sensores de fibra óptica son sensores que utilizan las características de transmisión óptica de Fibras ópticas para convertir medidas. datos en cambios en las características ópticas (intensidad, fase, polarización, frecuencia, longitud de onda). Transmite luz desde la fuente de luz al modulador a través de fibras ópticas., Causando las propiedades ópticas de la luz. (como la intensidad, longitud de onda, frecuencia, fase, oblicuidad, etc.) cambiar después de medir los parámetros y la interacción entre la luz que ingresa a la región de modulación. Se llama luz de señal de modulación.. Después de que la fibra óptica ingresa al fotodetector., esta demodulado. Parámetros de medición obtenidos.

A diferencia de los sensores anteriores, Los sensores de fibra óptica eliminan el estado de la señal medida como señal óptica.. Las señales ópticas no sólo pueden ser percibidas directamente por los humanos, pero también se puede utilizar con diodos semiconductores, como fotodiodos. También se pueden utilizar componentes pequeños y simples para la conversión fotoeléctrica y electroóptica., facilitando la combinación con algunos componentes electrónicos; Además, La fibra óptica no es sólo un componente sensible., sino también una excelente línea de transmisión de bajas pérdidas. Por lo tanto, Los sensores de fibra óptica también se pueden utilizar para mediciones remotas que no son adecuadas para sensores tradicionales..

La detección de fibra óptica incluye dos funciones.: detectar y transmitir señales externas. La llamada percepción se refiere a los parámetros físicos característicos de las ondas de luz transmitidas en fibras ópticas., como la intensidad de la luz (fuerza), longitud de onda, frecuencia, fase, y estado de polarización, que cambian según las leyes cambiantes de las señales externas. El cambio en los parámetros ópticos es la percepción de cambios en las señales externas.. Esencialmente, esta percepción se logra mediante la modulación de ondas de luz propagadas a través de señales externas en fibras ópticas.. La llamada transmisión se refiere a la fibra óptica que transmite ondas de luz moduladas por señales externas a fotodetectores para su detección., extraer señales externas de las ondas de luz, y procesar los datos según sea necesario, eso es, demodulación.
Por lo tanto, Estas dos tecnologías incluyen tecnología de detección de fibra óptica para modulación y demodulación., eso es, cómo modular los parámetros de la señal externa (ser medido) en la modulación de la fibra de onda óptica (o tecnología de carga) y como extraer la señal externa que ha sido modulada (mesurado) en la tecnología de ondas ópticas para la demodulación (o detección).

El principio básico de los sensores de fibra óptica.

Fibra óptica es la abreviatura de fibra óptica.. El componente principal de la fibra óptica es el dióxido de silicio., que está compuesto por un núcleo de alto índice de refracción, un revestimiento de bajo índice de refracción, y una capa protectora. La mecha es un fino filamento de vidrio con un diámetro de aproximadamente 0.1 milímetros, en el que la luz está rodeada y se propaga a lo largo del eje. El descubrimiento de los sensores de fibra óptica se originó a partir de la práctica de detectar interferencias externas en fibras ópticas.. En la práctica, Se ha descubierto que los cambios en el entorno externo pueden provocar cambios en los parámetros de transmisión internos de las fibras ópticas.. Todos estos cambios se deben a la influencia de factores externos., lo que ha llevado al desarrollo de la tecnología de detección de fibra óptica.

La fibra óptica tiene muchos parámetros externos a una cierta sensibilidad.. El principio de la detección de fibra óptica es cómo estas fibras afectan., modulación de luz, Y el área de interacción externa de los parámetros medidos logra la función de “transmisión”, y el exterior de los parámetros medidos., que es el estudio de la “sentimiento” de núcleos de sensores de fibra óptica.

En sistemas de comunicación óptica., La fibra óptica se utiliza como medio para la transmisión de señales de ondas ópticas a larga distancia.. Obviamente, en esta aplicación, cuanto menor sea la interferencia externa, mejor será la señal óptica transmitida por la fibra óptica. Sin embargo, en el proceso real de transmisión óptica, Las fibras ópticas se ven fácilmente afectadas por factores ambientales externos., como la temperatura, presión, campos electromagnéticos, y otras condiciones externas, lo que conducirá a cambios en los parámetros de las ondas ópticas., como la intensidad de la luz, fase, frecuencia, polarización, longitud de onda, etc.. Por lo tanto, Se puede ver que si se pueden medir los cambios en los parámetros de las ondas ópticas., podemos conocer la magnitud de diversas cantidades físicas que provocan cambios en los parámetros de las ondas ópticas, dando lugar así a la tecnología de detección de fibra óptica. La tecnología de detección de fibra óptica es una técnica que convierte cantidades físicas externas en señales que pueden medirse directamente utilizando las características sensibles de las fibras ópticas.. Porque las fibras ópticas no sólo pueden utilizarse como medio de propagación de ondas luminosas, sino también como parámetros característicos (amplitud, fase, estado de polarización, longitud de onda, etc.). Las ondas de luz pueden verse alteradas directa o indirectamente por factores externos como la temperatura., presión, cepa, campo magnético, campo eléctrico, desplazamiento, rotación, etc.. Por lo tanto, Las fibras ópticas también se pueden utilizar como elementos sensores para detectar diversas cantidades físicas..

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