प्रकार, कार्य सिद्धांत, और फाइबर ऑप्टिक सेंसर की विशेषताएं

क्या है एक फाइबर ऑप्टिक सेंसर

फाइबर ऑप्टिक सेंसर प्रकाश स्रोतों जैसे मॉड्यूल से बने होते हैं, ट्रांसमिशन फाइबर, सेंसर घटक या मॉड्यूलेशन जोन, फोटोडिटेक्टर, और फाइबर ऑप्टिक सेंसर बनाने के लिए अन्य घटक. तीव्रता के पैटर्न, तरंग दैर्ध्य, आयाम, चरण, ध्रुवीकरण, और वितरण पैरामीटर तापमान जैसे बाहरी कारकों से प्रभावित हो सकते हैं, दबाव, त्वरण, वोल्टेज, मौजूदा, विस्थापन, कंपन, ROTATION, झुकने, छानना, साथ ही ऑप्टिकल पथ पर रासायनिक और जैव रासायनिक प्रभाव, जिसके परिणामस्वरूप फाइबर ऑप्टिक ट्रांसमिशन के दौरान इन मापदंडों में संबंधित परिवर्तन होते हैं. फाइबर ऑप्टिक सेंसर का उपयोग इन मापदंडों और बाहरी कारकों में परिवर्तन के बीच संबंध के आधार पर संबंधित भौतिक मात्रा के परिमाण का पता लगाने के लिए किया जाता है.

फाइबर ऑप्टिक सेंसर की विशेषताएं

पारंपरिक सेंसर के विपरीत, फाइबर ऑप्टिक सेंसर में उत्कृष्ट भौतिक गुण होते हैं, रासायनिक, यांत्रिक, और ट्रांसमिशन प्रदर्शन, उन्हें आकार में छोटा बनाना, वजन में हल्के, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरोधी, जंग, संवेदनशीलता में उच्च, माप बैंडविड्थ में व्यापक, और दूरी में लंबी. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और सेंसर का पता लगाएं, और एक सेंसर नेटवर्क बनाएं.
उन्नत फाइबर ऑप्टिक सेंसर की संवेदनशीलता पारंपरिक सेंसर की तुलना में कई गुना अधिक है, और माप सकते हैं 70 भौतिक मात्राएँ.

फाइबर ऑप्टिक सेंसर के फायदे

1. इसमें उच्च सटीकता के फायदे हैं, तीव्र प्रतिक्रिया गति, विस्तृत रैखिक सुविधा रेंज, अच्छी पुनरावृत्ति, और ऑप्टिकल फाइबर की बड़ी मात्रा और कम कीमत के कारण उच्च सिग्नल-टू-शोर अनुपात, उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जा सकता है
फाइबर ऑप्टिक इलेक्ट्रिकल और ऑप्टिकल सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए क्वार्ट्ज जैसी ढांकता हुआ सामग्री से बना है, सुरक्षा सुनिश्चित करना, विश्वसनीयता, और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए मजबूत प्रतिरोध. यह बिजली में काम करने की परिस्थितियों के अनुकूल हो सकता है, पेट्रोलियम, रसायन विज्ञान, धातुकर्म, और अन्य ज्वलनशील या विषाक्त वातावरण.
2. जंग रोधी, मजबूत प्रदूषण विरोधी क्षमता, बड़े तापमान अंतर वाले स्थानों में उपयोग किया जा सकता है, अच्छी समयबद्धता, और लंबी सेवा जीवन.
3. आकार में छोटा, वजन में हल्के, स्थापित करना आसान है, और मुख्य वातावरण के अनुकूल है.
4. फाइबर ऑप्टिक अच्छी स्वतंत्रता वाला एक निष्क्रिय उपकरण है और यह मापी गई स्थिति को नुकसान नहीं पहुंचाएगा.
5. वस्तुओं को व्यापक रूप से मापें. वर्तमान में, तापमान के विभिन्न प्रदर्शन माप, दबाव, विस्थापन, वेग, स्तर, विकिरण, और अन्य भौतिक, रासायनिक, बायोमास, और अन्य फाइबर ऑप्टिक सेंसर उपलब्ध हैं.
6. मल्टीपॉइंट मल्टीप्लेक्सिंग सुविधाजनक है और इसमें ट्रांसमिशन हानि कम है. माप नेटवर्क बनाने और बहु-बिंदु वास्तविक समय बुद्धिमान टेलीमेट्री प्राप्त करने के लिए उपयुक्त.
सेंसर संवेदनशील में विकसित हो रहे हैं, शुद्ध, अनुकूलनीय, कॉम्पैक्ट, और बुद्धिमान सेंसर. इस प्रक्रिया में, फाइबर ऑप्टिक सेंसर, सेंसर परिवार का एक नया सदस्य, इष्ट हैं.

फाइबर ऑप्टिक सेंसर का कार्य सिद्धांत

फाइबर ऑप्टिक सेंसर ऑप्टिकल मात्रा रूपांतरण पर आधारित सेंसर है, जो ट्रांसमिशन और रूपांतरण के लिए वाहक के रूप में ऑप्टिकल सिग्नल का उपयोग करता है, और ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से ऑप्टिकल सिग्नल प्रसारित करता है. फाइबर ऑप्टिक सेंसर मुख्य रूप से प्रकाश स्रोतों से बने होते हैं, ऑप्टिकल फाइबर (फाइबर के रूप में जाना जाता है), फोटोडिटेक्टर, और अतिरिक्त उपकरण. प्रकाश स्रोत कई प्रकार के होते हैं, जैसे टंगस्टन फिलामेंट लैंप, पराबैंगनीकिरण, और प्रकाश उत्सर्जक डायोड. फ़ाइबर ऑप्टिक बहुत पतला होता है, कोमल, और लचीला, इसे एक पारदर्शी फाइबर बनाना जो प्रकाश का मार्गदर्शन कर सके.
फाइबर ऑप्टिक सेंसर की विकास स्थिति
वैश्विक फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग तकनीक का विकास शुरू हुआ 1977. हाल के वर्षों में, इसे मैकेनिकल जैसे क्षेत्रों में विकसित और बढ़ावा दिया गया है, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, एयरोस्पेस, पेट्रोलियम, रासायनिक, और खाद्य सुरक्षा उत्पादन प्रक्रिया स्वचालन, ऑनलाइन पता लगाना, और दोष निदान.
फाइबर ऑप्टिक संचार उत्पादों के विपरीत, फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग उत्पादों में छोटे बैच आकार की विशेषताएं होती हैं, अनेक प्रकार, और विभिन्न खंडित बाज़ारों में वितरण. फ़ाइबर ऑप्टिक सेंसिंग में विशेषज्ञता वाली कोई बड़ी विदेशी कंपनी नहीं है, लेकिन कई विदेशी तेल दिग्गजों और एबीबी और सीमेंस जैसी बड़ी बिजली उपकरण कंपनियों के पास अपने स्वयं के फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग व्यवसाय हैं. लेकिन बाहरी दुनिया के लिए इन उद्यमों के विकास को समझना मुश्किल है. कुछ उभरते क्षेत्रों में जैसे वितरित संवेदन, वहाँ कई छोटी और मध्यम आकार की पेशेवर कंपनियाँ भी हैं.

फाइबर ऑप्टिक सेंसर प्रकार

वर्तमान में, परिपक्व अनुप्रयोगों और उच्च बाज़ार स्वीकृति वाले उत्पाद शामिल हैं: फाइबर ऑप्टिक झंझरी तापमान/दबाव/तनाव सेंसर; बिंदु प्रकार फ्लोरोसेंट फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर उत्पादों; बिंदु प्रकार फाइबर ऑप्टिक एफ-पी दबाव/तापमान/कंपन संवेदन उत्पाद; फाइबर ऑप्टिक करंट सेंसिंग उत्पाद; फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप उत्पाद; वितरित फाइबर रमन तापमान माप प्रणाली; फाइबर ऑप्टिक हस्तक्षेप घुसपैठ निगरानी प्रणाली.
हालाँकि फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग तकनीक ने व्यावहारिक पहचान में कुछ अनुप्रयोग हासिल किए हैं, अभी भी कुछ समस्याएं हैं, जैसे कि फाइबर ऑप्टिक एम्बेडेड संरचनाओं की प्रक्रिया समस्याएं. हालाँकि स्थापना विधियों में सुधार किया जा सकता है, इससे तनाव भी पैदा हो सकता है जो पहले धातु के माध्यम से प्रसारित होता है, और फिर अप्रत्यक्ष रूप से फाइबर ऑप्टिक के माध्यम से प्रेरित किया गया. इसलिए, सटीक माप के लिए प्रयोगात्मक सुधार की आवश्यकता है. एक ही समय पर, फाइबर ऑप्टिक सेंसर का आउटपुट सिग्नल प्रकाश स्रोत में उतार-चढ़ाव जैसे कारकों से प्रभावित होता है, फाइबर ऑप्टिक ट्रांसमिशन हानि में परिवर्तन, और डिटेक्टर की उम्र बढ़ना, thereby reducing the measurement accuracy of fiber optic sensors. इसके अलावा, the practicality of fiber optic sensors still needs to be developed, and their manufacturing costs are also very expensive. वर्तमान में, a large number of fiber optic sensors are still in the laboratory stage and need to be put into use as soon as possible.
With the development of modern science and technology, the acquisition of information has become increasingly important. It is an important technical means for sensing sensors, detecting, निगरानी, and converting information. It is the second fiber optic sensor, and electronics is one of the new sensors.

Fiber optic sensor description

Fiber optic sensors are sensors that use the optical transmission characteristics of optical fibers to convert measurement data into changes in optical characteristics (तीव्रता, चरण, ध्रुवीकरण, आवृत्ति, तरंग दैर्ध्य). यह ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से प्रकाश स्रोत से मॉड्यूलेटर तक प्रकाश पहुंचाता है, प्रकाश के ऑप्टिकल गुणों का कारण बनता है (जैसे तीव्रता, तरंग दैर्ध्य, आवृत्ति, चरण, तिरछापन, वगैरह।) मापदंडों को मापने और मॉड्यूलेशन क्षेत्र में प्रवेश करने वाले प्रकाश के बीच बातचीत के बाद परिवर्तन करना. इसे मॉड्यूलेशन सिग्नल लाइट कहा जाता है. फाइबर ऑप्टिक के बाद फोटोडिटेक्टर में प्रवेश होता है, यह डिमॉड्यूलेटेड है. प्राप्त माप पैरामीटर.

पिछले सेंसर के विपरीत, फ़ाइबर ऑप्टिक सेंसर मापे गए सिग्नल की स्थिति को ऑप्टिकल सिग्नल के रूप में हटा देते हैं. ऑप्टिकल सिग्नलों को न केवल मनुष्य द्वारा सीधे तौर पर देखा जा सकता है, लेकिन इसका उपयोग सेमीकंडक्टर डायोड के साथ भी किया जा सकता है, जैसे फोटोडायोड. फोटोइलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रो-ऑप्टिक रूपांतरण के लिए छोटे और सरल घटकों का भी उपयोग किया जा सकता है, जिससे कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ मिलान करना आसान हो जाता है; इसके अलावा, ऑप्टिकल फाइबर न केवल एक संवेदनशील घटक है, but also an excellent low loss transmission line. इसलिए, fiber optic sensors can also be used for remote measurements that are not suitable for traditional sensors.

Fiber optic sensing includes two functions: sensing and transmitting external signals. The so-called perception refers to the physical characteristic parameters of light waves transmitted in optical fibers, such as light intensity (शक्ति), तरंग दैर्ध्य, आवृत्ति, चरण, and polarization state, which change according to the changing laws of external signals. The change in optical parameters is the perception of changes in external signals. अनिवार्य रूप से, this perception is achieved through modulation of light waves propagated through external signals in optical fibers. The so-called transmission refers to the optical fiber transmitting light waves modulated by external signals to photodetectors for detection, extracting external signals from the light waves, and processing the data as needed, वह है, demodulation.
इसलिए, these two technologies include fiber optic sensing technology for modulation and demodulation, वह है, how to modulate the parameters of the external signal (to be measured) in the optical wave fiber modulation (or loading technology) and how to extract the external signal that has been modulated (measured) in the optical wave technology for demodulation (or detection).

The basic principle of fiber optic sensors

Fiber optic is the abbreviation for optical fiber. The main component of optical fiber is silicon dioxide, which is composed of a high refractive index core, a low refractive index cladding, and a protective layer. The wick is a thin glass filament with a diameter of approximately 0.1 millimeters, in which light is surrounded and propagates along the axis. The discovery of fiber optic sensors originated from the practice of detecting external interference in optical fibers. व्यवहार में, it has been found that changes in the external environment can cause changes in the internal transmission parameters of optical fibers. These changes are all due to the influence of external factors, which has led to the development of fiber optic sensing technology.

Fiber optics have many external parameters at a certain sensitivity. The principle of fiber optic sensing is how these effect fibers, light modulation, and the external interaction area of the measured parameters achieve the function of “संचरण”, and the external of the measured parameters, which is the study of the “feeling” of fiber optic sensor cores.

ऑप्टिकल संचार प्रणालियों में, फाइबर ऑप्टिक का उपयोग ऑप्टिकल तरंग संकेतों के लंबी दूरी के संचरण के लिए एक माध्यम के रूप में किया जाता है. ज़ाहिर तौर से, इस एप्लिकेशन में, बाहरी हस्तक्षेप उतना ही कम होगा, फाइबर ऑप्टिक द्वारा प्रेषित ऑप्टिकल सिग्नल जितना बेहतर होगा. तथापि, ऑप्टिकल ट्रांसमिशन की वास्तविक प्रक्रिया में, ऑप्टिकल फाइबर बाहरी पर्यावरणीय कारकों से आसानी से प्रभावित होते हैं, जैसे तापमान, दबाव, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, और अन्य बाहरी स्थितियाँ, जिससे ऑप्टिकल तरंग मापदंडों में बदलाव आएगा, such as light intensity, चरण, आवृत्ति, ध्रुवीकरण, तरंग दैर्ध्य, वगैरह. इसलिए, यह देखा जा सकता है कि यदि ऑप्टिकल तरंग मापदंडों में परिवर्तन को मापा जा सकता है, हम विभिन्न भौतिक राशियों का परिमाण जान सकते हैं जो ऑप्टिकल तरंग मापदंडों में परिवर्तन का कारण बनते हैं, इस प्रकार फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग तकनीक को जन्म दिया गया. फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग तकनीक एक ऐसी तकनीक है जो बाहरी भौतिक मात्राओं को संकेतों में परिवर्तित करती है जिन्हें ऑप्टिकल फाइबर की संवेदनशील विशेषताओं का उपयोग करके सीधे मापा जा सकता है।. क्योंकि ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग न केवल प्रकाश तरंगों के प्रसार माध्यम के रूप में किया जा सकता है, बल्कि विशिष्ट मापदंडों के रूप में भी (आयाम, चरण, ध्रुवीकरण की स्थिति, तरंग दैर्ध्य, वगैरह।). तापमान जैसे बाहरी कारकों द्वारा प्रकाश तरंगों को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से बदला जा सकता है, दबाव, छानना, चुंबकीय क्षेत्र, विद्युत क्षेत्र, विस्थापन, ROTATION, वगैरह. इसलिए, विभिन्न भौतिक मात्राओं का पता लगाने के लिए ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग संवेदी तत्वों के रूप में भी किया जा सकता है.

फाइबर ऑप्टिक तापमान सेंसर, बुद्धिमान निगरानी प्रणाली, चीन में वितरित फाइबर ऑप्टिक निर्माता