Optiskā F iber S Sstst
Optisko šķiedru uztveršanas sistēma sākās 1977. gadā un strauji attīstījās, attīstot optiskās šķiedras sakaru tehnoloģiju. Optiskās šķiedras uztveršanas sistēma ir svarīgs rādītājs, lai novērtētu informācijas sniegšanas pakāpi valstī. No Hangzhou interneta lietām un sensoru sistēmas lietojumprogrammu foruma optiskās šķiedras sensoru sistēma ir plaši izmantota militārajos, aizsardzības, kosmosa, rūpniecības un kalnrūpniecības uzņēmumos, enerģētikas un vides aizsardzības, rūpnieciskās kontroles, medicīnas un veselības, mērīšanas un testēšanas, būvniecības jomā. , sadzīves tehnika un citas jomas. plašs tirgus. Pasaulē ir simtiem optisko šķiedru sensoru sistēmu, piemēram, temperatūra, spiediens, plūsma, pārvietošanās, vibrācija, rotācija, lieces, šķidruma līmenis, ātrums, paātrinājums, skaņas lauks, strāva, spriegums, magnētiskais lauks un starojums. Sensing.
Optiskās šķiedras darba frekvenču joslas platums, liels dinamiskais diapazons, kas piemērots tālvadības tālvadībai, ir lieliska zema zuduma pārvades līnija; noteiktos apstākļos optiskā šķiedra ir īpaši viegli pieņemt mērījumu vai lauka slodzi, tā ir lieliska jutīga sastāvdaļa; pati optiskā šķiedra nav uzlādēta, mazs izmērs, viegls svars, viegli saliektas, pret elektromagnētisko starojumu, laba pretestība pret radiāciju, īpaši piemērota lietošanai skarbos apstākļos, piemēram, uzliesmojošu, sprādzienbīstamu, telpu ierobežotu un spēcīgu elektromagnētisko traucējumu dēļ. Tāpēc optiskās šķiedras sensoru tehnoloģija kopš tās izveides ir saņēmusi lielu uzmanību, un tā ir pētīta un pielietota gandrīz visās jomās, kļūstot par sensoru tehnoloģiju priekšteci un veicinot spēcīgu sensoru tehnoloģiju attīstību.
Optiskās šķiedras uztveršana, ieskaitot ārējo signālu uztveršanu un pārraidi (mērīts). Tā sauktā uztvere (vai jutīgums) attiecas uz ārējā signāla pārraidītās gaismas viļņa fiziskajiem raksturlielumiem saskaņā ar tās mainīgajiem likumiem, piemēram, intensitāti (jaudu), viļņu garumu, frekvenci, fāzi un polarizācijas stāvokli un izmaiņām. no mērītā optiskā parametra ir ārējo signālu izmaiņas. Šī "uztvere" būtībā ir ārējs signāls, kas modulē gaismas viļņus, kas pavairojas šķiedrā reālajā laikā. Tā saucamā pārraide nozīmē, ka optiskā šķiedra pārraida optisko vilni, ko modulē ārējais signāls, fotodetektoram detektēšanai, ekstraktu ārējo signālu no optiskā viļņa un veic datu apstrādi pēc vajadzības, tas ir, demodulāciju. Tāpēc optiskās šķiedras uztveršanas tehnoloģija ietver gan modulācijas, gan demodulācijas metodes, proti, kā ārējais signāls (mērīts) modulē optiskās viļņa parametrus optiskajā šķiedrā (vai iekraušanas paņēmienā) un kā iegūt ārējo signālu no modulētā gaismas viļņa ( Demodulācijas metode (vai noteikšanas metode), kas tiek mērīta).
To ārējā signāla daļu, kas modulē optiskos parametrus sensora šķiedrā, sauc par modulācijas reģionu. Saskaņā ar saikni starp modulācijas zonu un optisko šķiedru modulāciju var iedalīt divās kategorijās. Viens veids ir funkcionālā modulācija, un modulācijas zona atrodas optiskajā šķiedrā. Ārējais signāls modulē optisko vilni, tieši mainot konkrētus optiskās šķiedras raksturojošos parametrus. Šādu optisko šķiedru sensoru sauc par funkcionālo tipu (funkcionālo šķiedru, FF tipu) vai iekšējo tipa optisko šķiedru sensoru, kā arī kļūst par iekšējo modulācijas tipa sensoru, un optiskās šķiedras funkcijas ir "pārraide" un "sajūta". Saņemošā šķiedra, kas savienota ar gaismas avotu, un uztverošā šķiedra, kas savienota ar fotodetektoru, ir nepārtraukta šķiedra, ko sauc par sensoru šķiedru, tāpēc funkcionālo šķiedru sensoru sauc arī par visu šķiedru vai sensoru šķiedru sensoru. Cits veids nav funkcionāla modulācija. Modulācijas zona atrodas ārpus optiskās šķiedras. Ārējo signālu modulē ārējais modulators ar optisko vilni, kas ienāk optiskā šķiedrā. Šāda veida optiskās šķiedras sensoru sauc par nefunkcionālu šķiedru (NFF) vai ārējo. Šķiedru optikas sensora tips, raidošā šķiedra un uztverošā šķiedra kalpo tikai gaismas viļņu pārraidīšanai, ko sauc par gaismas caurlaidīgām šķiedrām un kam nav nepārtrauktības. Tāpēc nefunkcionālais šķiedru optikas sensors tiek saukts arī par gaismas caurlaidības šķiedru sensoru vai ārēji modulētu šķiedru sensoru.
Saskaņā ar ārējā signāla modulētā gaismas viļņa fizikālo raksturlielumu izmaiņām gaismas viļņa modulāciju var iedalīt piecos veidos: gaismas intensitātes modulācija, optiskā frekvenču modulācija, optiskā viļņa garuma modulācija, optiskās fāzes modulācija un polarizācija. modulācija.
Tā kā jebkurš esošais fotodetektors var reaģēt tikai uz gaismas intensitāti un nevar tieši reaģēt uz gaismas frekvences, viļņa garuma, fāzes un polarizācijas modulācijas signālu, tas ir jāpārvērš intensitātes signālā ar kādu pārveidošanas metodi. Saņemt un ieviest detektoru.
Optisko šķiedru sensoru tehnoloģiju pielietojuma klasifikācija
Gaismas intensitātes modulācija
Gaismas uzsvars ir salīdzinoši vienkārša un plaši izmantota modulācijas metode optiskās šķiedras sensoru tehnoloģijā. Pamatprincips ir izmantot ārējā signāla traucējumu (izmērīto), lai mainītu gaismas intensitāti (ti, modulāciju) šķiedrā, un pēc tam izmērītu izejas gaismas intensitāti (demodulāciju) uz sasniegt ārējo signālu. Mērīšana.
Fāzes modulācija
Optiskās fāzes modulācija attiecas uz gaismas viļņa fāzes maiņu, kas izplatās optiskajā šķiedrā saskaņā ar noteiktu ārējā signāla likumu (mērīts), un optiskās fāzes izmaiņu apjoms atspoguļo izmērīto ārējo daudzumu.
Šķiedru optikas sensoru tehnoloģijā parasti izmanto trīs veidu optiskās fāzes modulāciju. Viens veids ir funkcionālā modulācija, un ārējais signāls maina optiskās šķiedras ģeometrisko lielumu un refrakcijas indeksu, izmantojot optiskās šķiedras spēka deformācijas efektu, termisko deformāciju, elastīgo gaismas efektu un termo-optisko efektu. optiskās šķiedras. Lai panāktu optiskās fāzes modulāciju. Otrais veids ir Sagnac efekta modulācija. Ārējais signāls (rotācija) nemaina pašas šķiedras parametrus. Tā vietā, inerciālajā laukā esošā apļveida šķiedra tiek pagriezta, lai radītu atbilstošu optisko ceļu atšķirību starp abām sijām, kas izplatās pretējos virzienos. Optiskās fāzes modulācija. Trešais veids ir nefunkcionāla modulācija, ti, optiskās šķiedras optiskās fāzes modulācija, mainot optiskās viļņa ceļa atšķirību optiskās šķiedras ārpus sensora šķiedras.
Polarizācijas modulācija
Polarizācijas modulācija nozīmē, ka ārējais signāls (izmērīts) zināmā veidā izraisa gaismas viļņa polarizācijas plaknes regulāru novirzi (optisko rotāciju) vai dubultošanos, tādējādi izraisot gaismas polarizācijas raksturīgās izmaiņas, konstatējot gaismas polarizācijas stāvokļa izmaiņas. Var izmērīt, ka tiek mērīta ārējā pasaule.
Viļņu garuma modulācija
Ārējais signāls (mērīts) maina optiskās šķiedras caurlaidīgās gaismas viļņu garumu, izmantojot frekvenču izvēli, filtrēšanu utt., Un izmērīto viļņu garuma izmaiņas var noteikt un izmērīt. Šāda veida modulāciju sauc par optisko viļņu garuma modulāciju.
Pašreizējās optiskās viļņu garuma modulācijas metodes galvenokārt ir optiskā frekvenču izvēle un filtrēšana. Parastās optiskās viļņa garuma modulācijas metodes galvenokārt ietver ārējās modulācijas metodes, piemēram, FP interferometrisko filtrēšanu, Riot polarizācijas divkāršojošu filtrēšanu un dažādas pārvietošanas spektrālās izvēles. Pēdējos 20 gados pēdējo gadu laikā strauji attīstījās šķiedru režģu filtrēšanas tehnoloģija, kas pavēra jaunas iespējas funkcionālai optiskās viļņa garuma modulācijas tehnoloģijai.
Frekvenču modulācijas veids
Optiskā frekvenču modulācija nozīmē, ka ārējais signāls (mērīts) modulē optiskās šķiedras pārraides optiskā viļņa frekvenci, un frekvences nobīde atspoguļo izmērīto. Pašlaik Doplera metodē tiek izmantotas vairāk modulācijas metodes, proti, ārējais signāls modulē optiskā viļņa frekvenci uztverošajā šķiedrā, izmantojot Doplera efektu, kas ir nefunkcionāla modulācija.
Sensora raksturojums:
Augsta jutība un imunitāte pret elektromagnētiskajiem traucējumiem. Tā kā šķiedru sensoru noteikšanas sistēmu ir grūti traucēt ārējais lauks, un optiskais signāls pārraides laikā nesaskaras ar elektromagnētisko vilni, un to neietekmē elektriskais troksnis. Šīs funkcijas dēļ šķiedras sensors tiek iegūts elektroenerģijas sistēmas noteikšanā. plaši lietots.
Šķiedrai ir laba elastība un izturība, tāpēc sensoru var izgatavot dažādās formās atbilstoši pārbaudei uz vietas.
Izmērītā frekvenču joslas platums un dinamiskā reakcijas diapazons ir lieli.
Tam ir spēcīga pārnesamība, un to var pārveidot par dažādiem fiziskiem daudzumiem, ieskaitot skaņas lauku, magnētisko lauku, spiedienu, temperatūru, paātrinājumu, pārvietojumu, šķidruma līmeni, plūsmu, strāvu, starojumu un tā tālāk.
Tas ir ļoti iegremdējams un viegli savienojams ar datoriem un optiskās šķiedras sistēmām, padarot to viegli pieejamu telemetrijai un sistēmas vadībai.
Pieteikums ：
Optiskās šķiedras uztveršanas tehnoloģija inženiertehniskajā pārbaudē
Optiskās šķiedras uztveršanas tehnoloģija tiltu atklāšanā
Optiskās šķiedras uztveršanas tehnoloģija ģeotehniskajā mehānikā un inženierzinātnēs
Optiskās šķiedras sensoru tehnoloģiju militārais pielietojums