OptinisFiberSensingSystem (ystem)
Šviesolaidinė jutiklių sistema prasidėjo 1977 m. ir sparčiai vystėsi plėtojant optinio pluošto ryšio technologiją. Optinio pluošto jutiklių sistema yra svarbus rodiklis, matuojantis informacijos laipsnį šalyje. Nuo Hangzhou daiktų interneto ir jutimo sistemos taikymo forumas, optinio pluošto jutiklių sistema buvo plačiai naudojamas karinių, gynybos, erdvėlaivių, pramonės ir kasybos įmonių, energetikos ir aplinkos apsaugos, pramonės kontrolės, medicinos ir sveikatos, matavimo ir bandymų, statybos, buitinės technikos ir kitose srityse. didžiulė rinka. Pasaulyje yra šimtai šviesolaidinių jutiklių sistemų, tokių kaip temperatūra, slėgis, srautas, poslinkis, vibracija, sukimas, lenkimas, skysčio lygis, greitis, pagreitis, garso laukas, srovė, įtampa, magnetinis laukas ir spinduliuotė. Stebėjimo.
Optinio pluošto darbinis dažnių juostos plotis, didelis dinaminis diapazonas, tinkamas telemetrijos nuotoliniam valdymui, yra puiki mažo nuostolio perdavimo linija; tam tikromis sąlygomis optinis pluoštas yra ypač lengva priimti matavimą ar lauko apkrovą, yra puikus jautrus komponentas; pats optinis pluoštas nėra įkrautas, mažas dydis, lengvas, lengvai sulenkiamas, anti-elektromagnetiniai trukdžiai, geras atsparumas spinduliuotei, ypač tinkamas naudoti atšiaurioje aplinkoje, pvz., Degioje, sprogioje, erdvėje suvaržytuose ir stipriuose elektromagnetiuose trukdžiuose. Todėl šviesolaidinio jutiklio technologija nuo pat jos įkūrimo sulaukė didelio dėmesio ir buvo tiriama bei taikoma beveik visose srityse, tampa fiksavimo technologijos pirmtake ir skatina energingą jutiklių technologijos plėtrą.
Optinio pluošto jutiklis, įskaitant išorinių signalų suvokimą ir perdavimą (išmatuotas). Vadinamasis suvokimas (arba jautrumas) reiškia šviesos bangos, perduodamos išoriniu signalu pagal besikeičiantį įstatymą, fizinius būdingus parametrus, tokius kaip intensyvumas (galia), bangos ilgis, dažnis, fazė ir poliarizacijos būsena, o išmatuoto optinio parametro pokytis yra "Suvokti" išorinių signalų pokyčius. Šis "suvokimas" iš esmės yra išorinis signalas, kuris moduliuoja šviesos bangas, sklidusias pluošte realiu laiku. Vadinamasis perdavimas reiškia, kad optinis pluoštas perduoda išorinį signalą moduliuojamą optinę bangą fotodetektorius aptikti, ištraukia išorinį signalą iš optinės bangos ir prireikus apdoroja duomenis, t. y. demoduliaciją. Todėl šviesolaidinio jutiklio technologija apima tiek moduliacijos, tiek demoduliacijos metodus, būtent, kaip išorinis signalas (išmatuotas) moduliuoja optinio pluošto optinių bangų parametrus (arba apkrovos techniką) ir kaip išgauti išorinį signalą iš moduliuotos šviesos bangos (demoduliacijos technika (arba aptikimo technika), kuri yra matuojama).
Išorinio signalo dalis, moduliuojanti optinius parametrus jutimo pluošte, vadinama moduliavimo regionu. Pagal ryšį tarp moduliacijos srities ir optinio pluošto moduliacija gali būti suskirstyta į dvi kategorijas. Vienas tipas yra funkcinis moduliavimas, o moduliavimo sritis yra optinio pluošto. Išorinis signalas moduliuoja optinę bangą tiesiogiai keisdamas tam tikrus optinio pluošto perdavimo būdingus parametrus. Toks šviesolaidinis jutiklis vadinamas funkciniu tipu (funkcinis pluoštas, FF tipas trumpai) arba vidinio tipo šviesolaidiniu jutikliu, taip pat tampa vidiniu moduliacijos tipo jutikliu, o optinis pluoštas turi "transmisijos" ir "jutimo" funkcijas. Priėmimo pluoštas, susietas su šviesos šaltiniu ir gaunančiu pluoštu, susieto su fotodetektoriumi, yra nuolatinis pluoštas, vadinamas jutimo pluoštu, todėl funkcinis pluošto jutiklis taip pat vadinamas visų pluoštų arba jutiklių pluošto jutikliu. Kitas tipas yra nefunkcinis moduliavimas. Moduliavimo sritis yra už optinio pluošto ribų. Išorinį signalą moduliuoja išorinis moduliavimo įtaisas optiškai bangai, patenkaai į optinį pluoštą. Šio tipo optinio pluošto jutiklis vadinamas nefunkcionaliuoju pluoštu (NFF) arba išoriniu. Šviesolaidinio jutiklio tipas, perduodantis pluoštas ir gaunantis pluoštas tik perduoda šviesos bangas, kurios vadinamos šviesą perduodančios skaidulomis ir neturi tęstinumo. Todėl nefunkcionalus šviesolaidinis jutiklis taip pat vadinamas šviesą perduodančio pluošto jutikliu arba išoriškai moduliuojamuoju pluošto jutikliu.
Atsižvelgiant į išorinio signalo moduliuojamos šviesos bangos fizinių būdingų parametrų pasikeitimą, šviesos bangos moduliavimą galima suskirstyti į penkis tipus: šviesos intensyvumo moduliavimą, optinį dažnio moduliavimą, optinės bangos ilgio moduliaciją, optinės fazės moduliaciją ir poliarizacijos moduliaciją.
Kadangi bet kuris esamas fotodetektorius gali reaguoti tik į šviesos intensyvumą ir negali tiesiogiai reaguoti į šviesos dažnį, bangos ilgį, fazę ir poliarizacijos moduliacijos signalą, jis turi būti paverstas intensyvumo signalu tam tikru konversijos metodu. Gaukite ir įgyvendinkite aptikimą.
Optinio pluošto jutiklių technologijos taikymo klasifikacija
Šviesos intensyvumo moduliavimas
Šviesos akcentavimas yra gana paprastas ir plačiai naudojamas moduliavimo metodas šviesolaidinio jutiklio technologijoje. Pagrindinis principas yra naudoti išorinio signalo (išmatuoto) trikdymą, kad būtų galima pakeisti pluošto šviesos intensyvumą (t. y. moduliaciją) (plataus spektro šviesą arba specifinę bangos ilgio šviesą), o tada išmatuoti išėjimo šviesos intensyvumą (demoduliaciją), kad būtų pasiektas išorinis signalas. Matavimo.
Fazių moduliavimas
Optinis fazių moduliavimas reiškia šviesos bangos sklidimo optiniame pluošte fazės pokytį pagal tam tikrą išorinio signalo įstatymą (išmatuotą), o optinės fazės pokyčio kiekis atspindi išmatuotą išorinį kiekį.
Paprastai šviesolaidinio jutiklio technologijoje naudojami trijų tipų optinių fazių moduliavimas. Vienas tipas yra funkcinis moduliavimas, o išorinis signalas keičia jutimo pluošto geometrinį dydį ir lūžio indeksą per jėgos įtempimo efektą, šiluminį įtempimo efektą, elastingą šviesos efektą ir optinio pluošto termo-optinį poveikį, taip sukeldamas optinio pluošto optinės fazės pokytį. Norėdami pasiekti optinės fazės moduliavimą. Antrasis tipas yra Sagnac efekto moduliacija. Išorinis signalas (sukimas) nekeičia pačios skaidulos parametrų. Vietoj to, apskritas pluoštas inercinėje srityje yra pasuktas, kad būtų sugeneruotas atitinkamas optinio kelio skirtumas tarp dviejų sijų, kurios dauginamos priešingomis kryptimis. Optinės fazės moduliavimas. Trečiasis tipas yra nefunkcinis moduliavimas, tai yra optinio pluošto optinės fazės moduliavimas keičiant optinės bangos kelio skirtumą į optinį pluoštą už jutiklio pluošto ribų.
Poliarizacijos moduliacija
Poliarizacijos moduliacija reiškia, kad išorinis signalas (išmatuotas) tam tikru būdu sukelia reguliarų šviesos bangos poliarizacijos plokštumos nukreipimą (optinį sukimąsi) arba birefringaciją pluošte, taip sukeldamas šviesai būdingos poliarizacijos pokyčius, aptikdamas šviesos poliarizacijos būklės pokytį. Galima išmatuoti, kad išorinis pasaulis yra matuojamas.
Bangos ilgio moduliacija
Išorinis signalas (išmatuotas) keičia optinio pluošto perduodamos šviesos bangos ilgį dažnio parinkimo, filtravimo ir kt. būdu, o išmatuotą bangos ilgio pokytį galima aptikti ir išmatuoti. Šio tipo moduliavimas vadinamas optiniubangos ilgio moduliacija.
Dabartiniai optinio bangos ilgio moduliacijos metodai daugiausia yra optinio dažnio parinkimas ir filtravimas. Tradiciniai optinio bangų ilgio moduliavimo metodai daugiausia apima išorinius moduliavimo metodus, tokius kaip F-P interferometrinis filtravimas, riot poliarizacijos birefringent filtravimas ir įvairūs poslinkio spektriniai pasirinkimai. Per pastaruosius 20 metų, ypač pluošto grotelės filtravimo technologija sparčiai vystėsi pastaraisiais metais atvėrė naujas perspektyvas funkcinės optinės bangos ilgio moduliavimo technologija.
Dažnio moduliavimo tipas
Optinis dažnio moduliavimas reiškia, kad išorinis signalas (išmatuotas) moduliuoja optiniu pluoštu perduodamos optinės bangos dažnį, o dažnio poslinkis atspindi išmatuotą. Šiuo metu "Doppler" metode naudojama daugiau moduliacijos metodų, tai yra išorinis signalas moduliuoja optinės bangos dažnį gaunančiame pluošte per Doplerio efektą, kuris yra nefunkcinis moduliavimas.
Jutiklio charakteristikos:
Didelis jautrumas ir atsparumas elektromagnetiniams trukdžiams. Kadangi pluošto jutiklio aptikimo sistemą sunku trukdyti išoriniam laukui, o optinis signalas perdavimo metu neveikia su elektromagnetine banga ir nėra paveiktas jokio elektros triukšmo. Dėl šios savybės pluošto jutiklis gaunamas aptikus elektros sistemą. plačiai naudojamas.
Pluoštas turi gerą lankstumą ir kietumą, todėl jutiklis gali būti pagamintas į skirtingas formas pagal patikrinimo vietoje poreikius.
Išmatuotas dažnių juostos plotis ir dinaminio atsako diapazonas yra dideli.
Jis turi stiprų perkeliamumą ir gali būti pagamintas į įvairių fizinių kiekių jutiklius, įskaitant garso lauką, magnetinį lauką, slėgį, temperatūrą, pagreitį, poslinkį, skysčio lygį, srautą, srovę, spinduliuotę ir pan.
Jis yra labai įterpiamas ir lengvai prijungiamas prie kompiuterių ir šviesolaidinių sistemų, todėl lengva įdiegti telemetriją ir sistemos valdymą.
Application:
Optinio pluošto jutimo technologija struktūrinės inžinerijos insikrinyje
Optinio pluošto jutiklių technologija tiltų aptikimo srityje
Optinio pluošto jutimo technologija geotechninėje mechanikoje ir inžinerijoje
Optinio pluošto jutiklių technologijos karinis taikymas