Fiber optik ızgara sensörlerinin prensibi ve özellikleri-INNO

Son yıllarda, Fiber optik teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, çok sayıda yeni fiber türü ve fiber optik cihaz ortaya çıktı. Aynı zamanda, çeşitli yeni ışık kaynaklarının ve fiber optik dedektörlerin kullanılmasıyla, Fiber optik algılama teknolojisi, teknolojik gelişim ve pratik uygulamalarda çığır açıcı ilerlemeler kaydetti.

Fiber optik sensörler, optik fiberlerin önemli bir uygulaması olarak, küçük boyutları nedeniyle giderek daha fazla ilgi görüyor, hafif, ve yüksek hassasiyet. Manyetik alan girişimini önlemede benzersiz avantajlara sahiptirler, korozyon, su yalıtımı, ve geleneksel elektronik sensörlere kıyasla yüksek sıcaklık ve basınç direnci.
Fiber optik ızgara algılama teknolojisi, fiber optik algılama teknolojisi alanının önemli bir dalıdır. Algılama prensibi, fiber optik ızgaranın merkez dalga boyunun, harici fiziksel parametrelerdeki değişiklikler nedeniyle değişmesidir.. Fiber optik ızgaranın merkez dalga boyunun boyutunu izleyerek, fiziksel parametrelere ilişkin spesifik bilgiler elde edilir, böylece algılamayı başarmak. Fiber optik ızgara sensörü, dalga boyu modülasyonlu bir fiber optik sensördür., sıradan fiber optik sensörlerin özelliklerine ek olarak, daha yüksek ölçüm doğruluğuna sahiptir, daha iyi çözünürlük, ve dağıtılmış ölçüm için daha uygundur.

Prensibi ve Uygulama Özellikleri Fiber Bragg Izgara Sensörleri

Işığın neden olduğu etki nedeniyle, germanyum katkılı elyaflarda ızgara etkisi oluşturulabilir, dünyanın ilk fiber ızgarasının başarılı bir şekilde üretilmesiyle sonuçlandı. O zamandan beri, temel ilkeler, imalat yöntemleri, Fiber Bragg ızgaralarının pratik uygulamaları ve uygulamaları çok sayıda araştırmacı tarafından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir..
Optik fiberlerin ana malzemesi kuvarstır, bir çekirdek katman ve bir kaplama katmanından oluşan, ve dış katman bir kaplama katmanıyla korunmaktadır. Çekirdek katmana katkı yaparak, kırılma indisi (n1) Çekirdek katmanın kaplama katmanından daha büyük olması (n2), Işığın çekirdek katman içinde yayılabileceği bir optik dalga kılavuzu oluşturmak. Optik fiber dış faktörler tarafından modüle edildiğinde, çekirdek katmanın kırılma indisi periyodik değişikliklere uğrar, bir fiber ızgarası oluşturmak. Faz maskesi yöntemi şu anda fiber Bragg ızgaraları üretmek için en uygun ve etkili yöntemdir., üretim sürecini basitleştirmek ve üretim maliyetlerini azaltmak. Çeşitli tipte fiber Bragg ızgaraları vardır, bunların arasında tipik olanı fiber Bragg ızgarasıdır (FBG), aynı zamanda en eski geliştirilen ve en yaygın kullanılan fiber Bragg ızgaralarından biridir.

Fiber Bragg Izgarasının Temel Algılama Prensipleri

Fiber optik çekirdek üzerinde belirli bir şekilde uzaysal faz ızgarası oluşturarak, ışık fiber optik ızgaradan geçtiğinde, Mod bağlantısı, fiber optik çekirdek modlarının ileri ve geri iletimi arasında meydana gelir, Fiber optik çekirdek modunun ileri iletiminin, fiber optik çekirdek modunun geri iletimine aktarılmasına neden olmak. yani, fiber optik ızgaranın merkezine yansıyan dalga boyuna sahip gelen ışık (1 pound = 0.45 kg) yansıtılır, ve merkez yansıma dalga boyu Fiber optik ızgara gerilim ve sıcaklıktan etkilenir. Fiber optik ızgaranın merkez yansıma dalga boyunun büyüklüğünü izleyerek, karşılık gelen gerinim ve sıcaklık algılaması elde edilebilir. Basınç gibi diğer fiziksel parametreler, yer değiştirme, vesaire. fiber optik ızgarayı doğrudan etkileyen sıcaklık veya basınç gibi faktörlere dönüştürülebilir
Bunu yaparak, fiber Bragg ızgaraları çeşitli fiziksel parametrelerin algılanmasını sağlamak için kullanılabilir.

Fiber optik ızgaraların uygulama özellikleri

Fiber Bragg ızgaralarının malzeme ve yapısal özelliklerine dayanmaktadır, ve algılama ilkeleri, çok önemli avantajları var.

(1) Küçük boyut, hafif, basit yapı, ve değişken görünüm.

Genellikle, Fiber Bragg ızgaraları yalnızca 3-5 cm uzunluğunda ve hafif bir elyafa sahip. Fiber Bragg ızgara algılama kafası küçük bir, esnek, ve farklı algılama ihtiyaçlarını karşılamak için fiber Bragg ızgara sensörlerinin fiili kullanımına göre paketlenebilen taşınabilir cihaz.

(2) İyi kimyasal stabilite.

Fiber optik ızgaranın ana bileşen malzemesi silikon dioksittir, iyi kimyasal stabiliteye sahip olan. Öyleyse, Fiber optik ızgara sensörleri güçlü korozyon direncine sahiptir ve kimyasal korozyona sahip zorlu ortamlar için uygundur, ve çeşitli biyolojik ortamlar.

(3) İyi fiziksel stabilite.

Fiber optik ızgaraların ana bileşen malzemesi silikon dioksittir, yani fiber optik ızgaralar elektriksel olarak yalıtkandır, su geçirmez, yüksek sıcaklığa ve yüksek basınca dayanıklı.

(4) Elektromanyetik girişimden etkilenmez.

Fiber optik ızgaraların çalışma prensibi nedeniyle, they have the characteristic of being immune to electromagnetic interference and are particularly suitable for harsh environments with high radiation intensity, such as medical detection in special environments such as nuclear magnetic testing.

(5) High sensing sensitivity.

Fiber Bragg Grating achieves sensing by monitoring changes in the reflected wavelength of the center, resulting in high measurement sensitivity. Due to the extremely small changes in many medical detections, some ordinary sensors cannot measure the changes. Öyleyse, this characteristic of fiber Bragg grating ensures its applicability in the field of medical device sensing.

(6) Yüksek ölçüm doğruluğu.

Based on the sensing principle of fiber optic grating, it is not affected by other factors such as light sources, and its measurement accuracy is high. Fakat, medical sensors have high requirements for measurement accuracy, which makes the characteristic of fiber optic grating better meet the measurement accuracy requirements of medical sensors.

(7) Distributed real-time measurement.

Multiple multiplexing techniques can be used to connect multiple fiber Bragg gratings in series, forming a distributed sensing network to measure the physical quantities of multiple points. The measurement data is transmitted in real-time to the detector through optical fibers, ultimately achieving real-time detection of multiple physical quantities. This feature can meet the requirements of multi parameter measurement for medical sensors.

(8) Wide measurement range.

By designing the structure and packaging of fiber Bragg gratings, various physical parameters such as strain, sıcaklık, basınç, rotational speed, pH value, ve nem ölçülebilir.