Co to jest czujnik światłowodowy?

Czujnik światłowodowy to technologia, która wykorzystuje światło do przeprowadzania analiz właściwości fizycznych w aplikacjach teledetekcyjnych.Czujniki wewnętrzne wykorzystują samo światłowód jako element wykrywający, podczas gdy czujniki zewnętrzne wykorzystują kable światłowodowe do przesyłania informacji światła z zdalnego czujnika do procesorów elektronicznych.Światło można wykorzystać do wykrywania zmian w wielu właściwościach materiału fizycznego i chemicznego w celu analizy czynników, takich jak temperatura, ciśnienie lub wibracje.Czujniki te działają w różnych kontekstach przemysłowych i naukowych, takich jak pomiar studni olejowych w dół lub hydrofony do zastosowań sonarowych i sejsmicznych.Lekkie światłowodowe optyki mają wiele nieodłącznych zalet w stosunku do poprzednich technologii, w tym małe, lekkie rozmiary, odporność elektromagnetyczna, trwałość oraz chwilowe i dokładne przekazywanie informacji.

Włókna optyczne prowadzą światło ze źródeł takich jak lasery lub diody emitujące światło (LED)poprzez cylindryczne falowody dielektryczne.Włókna te pozwalają światło odbijają się w postaci falowej przy minimalnej straty na nawet dużych odległościach.Włókno wykonane jest z rdzenia dielektrycznego otoczonego warstwą okładzinową i pokryty kurtką;Włókna te mogą być połączone razem w grubsze kable.Czujnik światłowodowy zapewnia surową wydajność w ekstremalnych warunkach, które zabraniają bezpośredniej obserwacji;Mogą one obejmować obszary niebezpieczne i odległe, takie jak silniki wewnętrzne lub środowiska wybuchowe i korozyjne.

Wewnętrzne czujniki mogą mierzyć przepływ materiału przez szczeliny do jednego metra na ścieżce światła.Materiał ten wprowadza pewne zmiany w jakości światła, które mogą następnie ujawnić istotne informacje do analizy.Zmiany długości ścieżki optycznej umożliwiają pomiary intensywności, polaryzacji, fazy i innych charakterystyk długości fali światła.Czujnik światłowodowy propaguje modulowane efekty środowiskowe przy użyciu źródeł światła i detektorów.Możliwe są dodatkowe odczyty, takie jak odkształcenie, temperatura i lepkość.

Czujniki optyczne i elektroniczne mogą również wykorzystywać włókna optyczne do przenoszenia informacji do procesorów elektronicznych.Te czujniki typu zewnętrznego mogą być specjalnie zaprojektowane dla pewnych trudnych warunków: na przykład temperatury odczytu wewnątrz silników odrzutowych i transformatorów, w których pola ciepła lub elektromagnetyczne zabraniają innych metod pomiaru.Zewnętrzny czujnik światłowodowy zwykle wykorzystuje światłowód wielomodowy, który może umożliwić wiele długości fali lub wiązek światła, aby uzyskać bardziej złożoną transmisję informacji.Informacje z czujnika elektronicznego są konwertowane przez nadajnik optyczny i przenoszony nad linią optyczną do podstawy docelowej.

Najprostszy rodzaj czujnika światłowodowego jest znany jako typ intensywny;Mierzy modulację intensywności.Czujniki widmowe mierzą światło modulowane przez efekt środowiskowy i są wykorzystywane do przechwytywania informacji dotyczących właściwości światła, takich jak promieniowanie, fluorescencja i wchłanianie.Czujniki interferometryczne działają jako żyrowanie światłowodowe w stanie stałym w lotnisku, nawigacji i wydobyciu.Pole medyczne wykorzystuje czujniki światłowodowe do uzyskania informacji o gazie krwi i dawkowaniu;Te pasywne czujniki są tanio, wytwarzane masowo i wydają się nie mieć żadnych złych efektów dla pacjentów.Inteligentne struktury światłowodowe są wbudowane w wytwarzane materiały i konstrukcje na dużą skalę, takie jak mosty i zapory;Aplikacje są nadal opracowywane dla istniejących i nowych technologii.