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光纖傳感器的性能特點(diǎn)怎么樣?

2020-07-15

光纖傳感為電路和電子電路無(wú)法工作的地方提供了測量解決方案。光纖傳感器的工作完全基于光子,也就是通常所說(shuō)的光。從物理學(xué)的角度看,光子沒(méi)有質(zhì)量,光子不干涉電子,光子只在特定條件下干涉其他光子。因此,即使在高電磁場(chǎng)、高磁場(chǎng)、高輻射場(chǎng)和極端溫度的環(huán)境中,光子的行為也是可以預測和控制的。

隨著(zhù)光纖的出現,科學(xué)界已經(jīng)學(xué)會(huì )在很小的一片玻璃中以小的損耗或干擾引導光進(jìn)行長(cháng)距離的傳輸。如果沒(méi)有光纖,我們所知道的互聯(lián)網(wǎng)就不會(huì )存在。令人難以置信的大量信息通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )在全世界傳播。

很明顯,光子可以只用光來(lái)感知物理量。許多來(lái)自通信行業(yè)的光纖創(chuàng )新可以直接應用于光纖傳感。一些早的光纖傳感器是在20世紀70年代被描述和演示的光纖旋轉傳感器(陀螺儀)。光纖陀螺是一種成熟的產(chǎn)品,具有極高的精度和可靠性,主要用于高端導航系統以及地球物理鉆井設備制導系統?;诠鈱W(xué)干擾的光纖聲學(xué)傳感器非常敏感,它們可以捕捉到壓力波的微小變化,并探測來(lái)自令人難以置信的距離的聲音——復雜的聲納應用是它們的主要應用。溫度、應變、位置、速度、角度、振動(dòng)和聲音傳感器都已實(shí)現并投入商業(yè)使用。當然,大多數其他物理量都可以用光來(lái)感知和測量。然而,并不是所有的可能性都被探索或開(kāi)發(fā)了。

根據定義,光纖傳感器完全由光控制,不包括任何電子元件。通常,光纖傳感器是使用一定數量的光來(lái)“審問(wèn)”的,并且傳感器會(huì )根據被測量的物理量來(lái)改變審問(wèn)光信號的特性。詢(xún)問(wèn)器將接收到的光學(xué)信號轉換成模擬或數字形式的電子量,并作為附加控制設備的接口。


塑料光纖


雖然光纖通信廣泛應用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò ),但與這些網(wǎng)絡(luò )相連的傳感器通常是測量溫度、壓力、流量、位置、速度等的傳統電子傳感器。盡管今天的電子產(chǎn)品功能強大、功能多樣、錯綜復雜,但還是有局限的。溫度范圍被限制在大約-65°C到+125°C之間,電子傳感器在高電磁、磁場(chǎng)或輻射(x射線(xiàn))下無(wú)法可靠工作。電子傳感器易受雷擊或高壓輸電線(xiàn)路等高壓場(chǎng)的影響。長(cháng)電鏈易受干擾和接地回路的影響,從而影響敏感的傳感器信號。光纖線(xiàn)路不存在上述問(wèn)題。

FISO正確地識別了電子領(lǐng)域之外的傳感需求,開(kāi)始開(kāi)發(fā)一個(gè)光纖編碼器,并于很快的推出該產(chǎn)品。感應電纜有軌電車(chē)在山區的移動(dòng),并對閃電免疫,消除了停電現象,提高了可靠性,從而節省了時(shí)間成本。從那以后,我們增加了許多功能來(lái)支持我們的客戶(hù),努力克服傳統的基于電子的傳感器的限制。

光纖傳感器不僅比電子傳感器更有優(yōu)勢,而且使新技術(shù)得以出現。傳感器可以和病人一起部署在MRI鉆孔內。該傳感器不僅不受極端磁場(chǎng)的影響,而且在成像過(guò)程中是透明的,不可見(jiàn)的。這導致了新的發(fā)展,機器人集成在核磁共振孔。其他實(shí)現包括用于MRI軟件算法開(kāi)發(fā)的幻像器官。例如,一個(gè)人造心臟使用氣動(dòng)動(dòng)力來(lái)移動(dòng)心臟肌肉,而光纖傳感器監控人造肌肉的正確運動(dòng)。

顯然,光纖傳感器并不意味著(zhù)要取代電子傳感器。相反,它們增強了自動(dòng)化和測量系統,允許解決方案,如果沒(méi)有光纖能力,就不可能實(shí)現,或者實(shí)現起來(lái)很麻煩,光纖傳感器是新技術(shù)的推動(dòng)者。



 

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