Vad är en fiberoptisk sensor?

En fiberoptisk sensor är en teknik som använder ljus för att utföra analyser av fysiska egenskaper i fjärravkänningsapplikationer.Intrinsiska sensorer använder själva optiska fibern som avkänningselement, medan extrinsiska sensorer använder fiberoptiska kablar för att överföra ljusinformation från en fjärrsensor till elektroniska processorer.Ljus kan användas för att upptäcka förändringar i många fysiska och kemiska materialegenskaper för att analysera faktorer som temperatur, tryck eller vibrationer.Dessa sensorer fungerar i olika industriella och vetenskapliga sammanhang, såsom nedhålsmätning av oljebrunnar eller som hydrofoner för sonar- och seismiska tillämpningar.Lätt fiberoptik har många inneboende fördelar jämfört med föregående tekniker, inklusive små, lätta storlekar, elektromagnetisk motstånd, hållbarhet och omedelbar och exakt överföring av information.

Optiska fibrer utför ljus från källor som lasers eller ljusemitterande dioder (LED)genom cylindriska dielektriska vågledare.Dessa fibrer tillåter ljus att reflektera i en vågform med minimal förlust över även stora avstånd.Fiberen är gjord av en dielektrisk kärna omgiven av ett beklädnadsskikt och belagd av en jacka;Dessa fibrer kan vara bundna ihop i tjockare kablar.En fiberoptisk sensor ger robust prestanda under extrema förhållanden som förbjuder direkt observation;Dessa kan inkludera farliga och avlägsna områden som inuti motorer eller explosiva och frätande miljöer.

Intrinsiska sensorer kan mäta flödet av material genom luckor på upp till en meter i ljusvägen.Detta material gör vissa förändringar i ljusets kvalitet, som sedan kan avslöja viktig information för analys.Variationer i optisk väglängd möjliggör mätningar av intensitet, polarisering, fas och andra våglängdsegenskaper hos ljus.Den fiberoptiska sensorn förökar de modulerade miljöeffekterna med hjälp av ljuskällor och detektorer.Ytterligare avläsningar som stam, temperatur och viskositet är möjliga.

Optiska och elektroniska sensorer kan också använda optiska fibrer för att bära information till elektroniska processorer.Dessa extrinsic-sensorer kan vara specifikt utformade för vissa hårda förhållanden: till exempel läsningstemperaturer inuti jetmotorer och transformatorer, där värme- eller elektromagnetiska fält förbjuder andra mätmetoder.En extrinsisk fiberoptisk sensor använder vanligtvis en multimodfiber som kan möjliggöra flera våglängder eller lätta strålar för mer komplex informationsöverföring.Information från en elektronisk sensor konverteras genom en optisk sändare och överförs optiska linjer till sin destinationsbas.

Den enklaste typen av fiberoptisk sensor kallas den intensiva typen;den mäter intensitetsmodulering.Spektrala sensorer mäter ljus modulerad av en miljöeffekt och används för att fånga information relaterad till ljusegenskaper såsom strålning, fluorescens och absorption.Interferometriska sensorer fungerar som fast tillståndsfiberoptiska gyros inom flyg-, navigering och gruvdrift.Det medicinska fältet använder fiberoptiska sensorer för att erhålla blodgas och doseringsinformation;Dessa passiva sensorer är billiga, massproducerade och verkar inte ge några dåliga effekter för patienter.Fiberoptiska smarta strukturer är inbäddade i tillverkade material och storskaliga strukturer som broar och dammar;Applikationer fortsätter att utvecklas för befintlig och ny teknik.