Mae'r synhwyrydd ffibr optig yn synhwyrydd sy'n trosi cyflwr y gwrthrych mesuredig yn signal golau mesuradwy. Egwyddor weithredol y synhwyrydd ffibr optegol yw anfon y digwyddiad trawst golau o'r ffynhonnell golau i'r modulator trwy'r ffibr optegol, a rhyngweithio â'r paramedrau mesuredig allanol yn y modulator i wneud priodweddau optegol golau fel dwyster golau, tonfedd. , amledd, cyfnod, cyflwr polareiddio, ac ati. Mae'n newid ac yn dod yn signal optegol wedi'i fodiwleiddio, a anfonir wedyn at y ddyfais optoelectroneg trwy'r ffibr optegol, a cheir y paramedr mesuredig ar ôl y demodulator. Yn y broses gyfan, cyflwynir y trawst golau trwy'r ffibr optegol, ac yna ei ollwng ar ôl pasio trwy'r modulator. Swyddogaeth y ffibr optegol yn gyntaf yw trosglwyddo'r trawst golau, ac yn ail i weithredu fel modulator optegol.
Cyfeiriad y datblygiad
Mae synwyryddion yn datblygu i gyfeiriad sensitifrwydd, manwl gywirdeb, gallu i addasu, crynoder a deallusrwydd. Yn y broses hon, mae synwyryddion ffibr optig, aelod newydd o'r teulu synhwyrydd, yn boblogaidd iawn. Mae gan ffibr optegol lawer o briodweddau rhagorol, megis: perfformiad ymyrraeth ymbelydredd gwrth-electromagnetig ac atomig, diamedr bach, meddal, priodweddau mecanyddol pwysau ysgafn; inswleiddio, priodweddau trydanol anwythol; ymwrthedd dŵr, ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd cyrydiad, priodweddau cemegol, ac ati. Gall chwarae rôl clustiau dynol mewn lleoedd na all pobl eu cyrraedd (megis ardaloedd tymheredd uchel) neu ardaloedd sy'n niweidiol i fodau dynol (megis ardaloedd ymbelydredd niwclear ), a gall hefyd fynd y tu hwnt i ffiniau ffisiolegol dynol a derbyn synhwyrau dynol. Gwybodaeth allanol y gallwch' t ei theimlo.
Nodweddion
1. Oherwydd y defnydd o garchardai yn y adlewyrchydd, mae ganddo berfformiad canfod uwch a mwy o ddibynadwyedd na synwyryddion rheoli golau adlewyrchol cyffredinol.
2. O'i gymharu â synhwyrydd rheoli golau ar wahân, mae'r cysylltiad cylched yn symlach ac yn haws.
3. Mae dyluniad gwreiddio y bwcl yn gwneud y gosodiad yn haws
defnyddio
1. Fe'i defnyddir ar gyfer trosglwyddo modelau digidol fel band eang ffôn a rhwydwaith.
2. Statws pasio arian papur, cardiau, darnau arian, llyfrau pasio, ac ati a ddefnyddir ar gyfer peiriannau gwerthu, offer ariannol cysylltiedig â therfynell, a chownteri arian
3. Defnyddir ar gyfer lleoli cynnyrch, cyfrif ac adnabod offer awtomataidd.
egwyddor
Egwyddor gweithio sylfaenol y synhwyrydd ffibr optegol yw anfon y golau o'r ffynhonnell golau i'r modulator trwy'r ffibr optegol. Ar ôl i'r paramedr sydd i'w fesur ryngweithio â'r golau sy'n mynd i mewn i'r ardal fodiwleiddio, mae priodweddau optegol y golau (megis dwyster golau, tonfedd, amledd, cyfnod, cyflwr polareiddio, ac ati) yn newid, a elwir yn olau signal wedi'i fodiwleiddio, ac yna'n defnyddio'r dylanwad y nodweddion trosglwyddo golau mesuredig i gwblhau'r mesuriad.
Mae dwy egwyddor fesur ar gyfer synwyryddion ffibr optegol.
(1) Egwyddor y synhwyrydd ffibr optegol math eiddo ffisegol. Mae'r synhwyrydd ffibr optegol math eiddo corfforol yn defnyddio sensitifrwydd y ffibr optegol i newidiadau amgylcheddol i drosi'r maint corfforol mewnbwn yn signal optegol wedi'i fodiwleiddio. Mae ei egwyddor weithio yn seiliedig ar effaith modiwleiddio optegol y ffibr optegol, hynny yw, pan fydd y ffactorau amgylcheddol allanol megis tymheredd, gwasgedd, maes trydan, maes magnetig, ac ati yn newid, ei nodweddion trosglwyddo golau, megis dwyster cyfnod a golau , yn newid.
Felly, os gellir mesur y cyfnod golau a dwyster golau trwy'r ffibr optegol, gellir gwybod newid y maint corfforol mesuredig. Gelwir y math hwn o synhwyrydd hefyd yn fath elfen sensitif neu'n synhwyrydd ffibr optig swyddogaethol. Mae trawst ffynhonnell golau pwynt y laser yn tryledu i donnau cyfochrog ac wedi'i rannu'n ddau lwybr gan holltwr trawst, un yw'r llwybr optegol cyfeirio a'r llall yw'r llwybr optegol mesur. Mae paramedrau allanol (tymheredd, gwasgedd, dirgryniad, ac ati) yn achosi i hyd y ffibr newid a chyfnod ysgafn y cyfnod newid, a thrwy hynny gynhyrchu gwahanol niferoedd o gyrion ymyrraeth. Trwy gyfrif ei symudiad modd, gellir mesur tymheredd neu bwysau.
(2) Egwyddor y synhwyrydd ffibr optegol strwythuredig. Mae'r synhwyrydd ffibr optegol strwythuredig yn system fesur sy'n cynnwys elfen canfod golau (elfen sensitif), dolen trosglwyddo ffibr optegol a chylched mesur. Yn eu plith, dim ond fel cyfrwng trosglwyddo golau y defnyddir y ffibr optegol, felly fe'i gelwir hefyd yn synhwyrydd ffibr optegol sy'n trosglwyddo golau neu an swyddogaethol
perfformiad
Mae gan ffibr optegol lawer o briodweddau rhagorol, megis: perfformiad ymyrraeth ymbelydredd gwrth-electromagnetig ac atomig, diamedr bach, meddal, priodweddau mecanyddol pwysau ysgafn; inswleiddio, priodweddau trydanol anwythol; ymwrthedd dŵr, ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd cyrydiad, priodweddau cemegol, ac ati. Gall chwarae rôl clustiau dynol mewn lleoedd sydd allan o gyrraedd neu'n niweidiol i fodau dynol (megis ardaloedd ymbelydredd niwclear), a gall hefyd fynd y tu hwnt i ffiniau ffisiolegol dynol a derbyn yr hyn na all synhwyrau dynol ei deimlo. Gwybodaeth allanol.
Nodweddion
1. Sensitifrwydd uchel;
2. Mae'r siâp geometrig yn addasadwy mewn sawl agwedd a gellir ei wneud yn synwyryddion ffibr optegol o unrhyw siâp;
Yn drydydd, gall gynhyrchu dyfeisiau sy'n synhwyro gwybodaeth gorfforol amrywiol (acwstig, magnetig, tymheredd, cylchdroi, ac ati);
4. Gellir ei ddefnyddio mewn foltedd uchel, sŵn trydanol, tymheredd uchel, cyrydiad, neu amgylcheddau llym eraill;
Yn bumed, ac mae ganddo'r cydnawsedd cynhenid â thechnoleg telemetreg ffibr optegol.
Mantais synhwyrydd ffibr optegol yw, o gymharu â synwyryddion traddodiadol, bod synhwyrydd ffibr optegol yn defnyddio golau fel cludwr gwybodaeth sensitif a ffibr optegol fel y cyfrwng ar gyfer trosglwyddo gwybodaeth sensitif. Mae ganddo nodweddion ffibr optegol a mesuriad optegol ac mae ganddo gyfres o fanteision unigryw. Perfformiad inswleiddio trydanol da, gallu ymyrraeth gwrth-electromagnetig cryf, anymwthioldeb, sensitifrwydd uchel, monitro o bell y signal mesuredig, ymwrthedd cyrydiad, gwrth-ffrwydrad, llwybr golau hyblyg, hawdd ei gysylltu â'r cyfrifiadur.
Mae'r synhwyrydd yn datblygu i gyfeiriad sensitifrwydd, cywirdeb, gallu i addasu, crynoder a deallusrwydd. Gellir ei ddefnyddio mewn lleoedd lle na all pobl gyrraedd (megis ardaloedd tymheredd uchel neu ardaloedd sy'n niweidiol i fodau dynol, megis ardaloedd ymbelydredd niwclear). Gall hefyd fynd y tu hwnt i ffiniau ffisiolegol pobl a derbyn gwybodaeth allanol na all synhwyrau dynol ei theimlo.
dosbarthiad
Yn ôl modd modiwleiddio'r gwrthrych dan brawf, gellir ei rannu'n: modiwleiddio dwyster, modd polareiddio, modd cyfnod, a modd amledd;
Yn ôl a yw'r golau'n ymyrryd, gellir ei rannu'n: math o ymyrraeth a math o ymyrraeth;
Yn ôl a ellir monitro'r mesuriad yn barhaus wrth i'r pellter gynyddu, gellir ei rannu'n: ddosbarthu a phwyntio;
Yn ôl rôl ffibr optegol mewn synwyryddion, gellir ei rannu'n: mae un math yn synwyryddion swyddogaethol (Ffibr Swyddogaethol, wedi'u talfyrru fel FF), a elwir hefyd yn synwyryddion synhwyro; mae'r llall yn fath an-swyddogaethol (Ffibr Anweithredol, wedi'i dalfyrru fel NFF), ac fe'i gelwir yn synhwyrydd trosglwyddo ysgafn.
Math o swyddogaeth plygu
Mae'r synhwyrydd swyddogaethol yn defnyddio nodweddion y ffibr optegol ei hun i ddefnyddio'r ffibr optegol fel elfen sensitif. Mae'r golau mesuredig yn modylu'r golau a drosglwyddir yn y ffibr optegol i newid dwyster, cyfnod, amlder neu gyflwr polareiddio'r golau a drosglwyddir. Mae'r signal yn cael ei ddadgodio i gael y signal dan brawf.
Mae'r ffibr optegol nid yn unig yn gyfrwng canllaw ysgafn, ond hefyd yn elfen sensitif. Mae'r golau yn cael ei fesur a'i fodiwleiddio yn y ffibr optegol, a defnyddir ffibr optegol amlfodd yn bennaf.
Manteision: strwythur cryno a sensitifrwydd uchel.
Anfanteision: mae angen ffibr optegol arbennig, cost uchel,
Enghreifftiau nodweddiadol: gyrosgopau ffibr optig, hydroffonau ffibr optig, ac ati.
Math o ffibr anweithredol plygu
Mae synwyryddion ffibr optegol an swyddogaethol yn defnyddio cydrannau sensitif eraill i synhwyro'r newidiadau sy'n cael eu mesur. Dim ond fel cyfryngau trosglwyddo gwybodaeth y defnyddir ffibrau optegol, a defnyddir ffibrau optegol un modd yn aml.
Mae'r ffibr optegol yn chwarae rôl yn unig o arwain golau, ac mae'r golau ar yr elfen sensitif math ffibr optegol yn cael ei fodiwleiddio gan y mesuriad.
Manteision: Gellir defnyddio ffibr optegol ar gyfer ynysu trydanol a throsglwyddo data, ac nid yw ymyrraeth electromagnetig yn effeithio ar y signal a drosglwyddir gan ffibr optegol.
Mae'r rhan fwyaf o'r rhai ymarferol yn synwyryddion ffibr optegol an swyddogaethol. Mae synhwyrydd foltedd amledd amrywiol AnyWay' s, synhwyrydd cerrynt amledd amrywiol, a synhwyrydd pŵer amledd amrywiol (cyfuniad o synwyryddion foltedd a cherrynt) yn perthyn i synwyryddion ffibr optegol an swyddogaethol, sydd â manteision unigryw wrth fesur pŵer yn amgylcheddau electromagnetig cymhleth.
Mae synwyryddion ffibr optig yn dechnoleg newydd sydd wedi dod i'r amlwg yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Gellir ei ddefnyddio i fesur amrywiaeth o feintiau corfforol, megis maes sain, maes trydan, gwasgedd, tymheredd, cyflymder onglog, cyflymiad, ac ati, a gall hefyd gwblhau tasgau mesur sy'n anodd eu cwblhau gyda'r technolegau mesur presennol. Mewn gofod bach, mewn ymyrraeth electromagnetig gref ac amgylchedd foltedd uchel, mae synwyryddion ffibr optig wedi dangos galluoedd unigryw. Mae mwy na 70 math o synwyryddion ffibr optegol, sydd wedi'u rhannu'n fras yn synwyryddion a synwyryddion ffibr optegol gan ddefnyddio ffibrau optegol.
Mae'r synhwyrydd ffibr optegol, fel y'i gelwir, yn golygu bod y ffibr optegol ei hun yn derbyn y mesuriad allanol yn uniongyrchol. Gall y maint corfforol allanol a fesurir achosi i hyd, mynegai plygiannol, a diamedr y fraich fesur newid, fel bod y golau a drosglwyddir yn y ffibr optegol yn newid mewn osgled, cyfnod, amledd, polareiddio, ac ati. Mae'r golau a drosglwyddir gan y fraich fesur. ac mae golau cyfeiriol y fraich gyfeirio yn ymyrryd â'i gilydd (o'i gymharu), fel bod cam (neu osgled) y golau allbwn yn newid, a gellir canfod y newid mesuredig yn seiliedig ar y newid hwn. Mae'r cyfnod a drosglwyddir yn y ffibr optegol yn sensitif iawn i ddylanwadau allanol, a gellir canfod y maint corfforol sy'n cyfateb i'r newid cyfnod bach o 10 minws 4 radian trwy ddefnyddio'r dechnoleg ymyrraeth. Gan ddefnyddio'r priodweddau troellog a cholled isel y ffibr optegol, gellir coiled ffibr optegol hir iawn i mewn i coil ffibr optegol diamedr bach i gynyddu'r hyd defnydd a chael sensitifrwydd uwch.
Mae synhwyrydd acwstig ffibr optegol yn synhwyrydd sy'n defnyddio ffibr optegol ei hun. Pan fydd y ffibr optegol yn destun grym allanol bach iawn, bydd yn cael ei blygu ychydig, a bydd ei allu trosglwyddo golau yn newid yn fawr. Mae sain yn fath o don fecanyddol, a'i heffaith ar y ffibr optegol yw gorfodi'r ffibr optegol a chynhyrchu plygu. Gellir cael cryfder y sain trwy blygu. Mae gyrosgop ffibr optig hefyd yn fath o synhwyrydd ffibr optig. O'i gymharu â gyrosgop laser, mae gan gyrosgop ffibr optig sensitifrwydd uchel, maint bach a chost isel. Gellir ei ddefnyddio mewn systemau llywio anadweithiol perfformiad uchel awyrennau, llongau, taflegrau, ac ati. Mae'r ffigur yn dangos egwyddor llif mesurydd tyrbin synhwyrydd ffibr optig.
Graeanu Bragg wedi'i blygu
Mae Synhwyrydd Gratio Bragg Ffibr (FBS) yn fath o synhwyrydd ffibr optig gyda'r amledd uchaf a'r ystod ehangaf. Gall y math hwn o synhwyrydd newid tonfedd y don golau a adlewyrchir yn ôl newid tymheredd yr amgylchedd a / neu straen. Defnyddir rhwyllau Bragg Ffibr i ddatgelu darn bach o ffibr sy'n sensitif i olau i donnau ysgafn gyda dosbarthiad cyfnodol o ddwyster golau trwy ymyrraeth holograffig neu guddio cyfnod. Yn y modd hwn, bydd mynegai plygiannol optegol y ffibr optegol yn cael ei newid yn barhaol yn ôl dwyster y don golau arbelydredig. Gelwir y newidiadau cyfnodol ym mynegai plygiannol y golau a achosir gan y dull hwn yn gratiadau Bragg ffibr.
Pan fydd trawst sbectrwm eang wedi'i luosogi i'r gratiad Bragg ffibr, bydd pob segment bach o'r ffibr ar ôl i'r mynegai plygiannol gael ei newid yn adlewyrchu tonfedd benodol o olau yn unig. Gelwir y donfedd hon yn donfedd Bragg. Mae'r nodwedd hon yn gwneud i gratiadau Fiber Bragg adlewyrchu tonnau ysgafn tonfedd benodol yn unig, tra bydd tonnau ysgafn tonfeddi eraill yn cael eu lluosogi.
Yn ôl rôl ffibr optegol mewn synhwyrydd ffibr optegol, gellir ei rannu'n ddau fath: math synhwyro a math trosglwyddo golau.
Mae ffibr optegol y synhwyrydd ffibr optegol math synhwyro nid yn unig yn trosglwyddo golau, ond hefyd yn gweithredu fel synhwyrydd ffotodrydanol. Oherwydd dylanwad yr amgylchedd allanol ar y ffibr optegol ei hun, mae'r maint ffisegol sydd i'w fesur yn gweithredu ar y synhwyrydd trwy'r ffibr optegol, fel bod priodweddau'r tonnau tonnau optegol (dwyster golau, cyfnod, cyflwr polareiddio, tonfedd, ac ati. ) yn cael eu modiwleiddio. Rhennir synwyryddion ffibr optegol math synhwyrydd ymhellach yn fath sy'n pwysleisio golau, math modiwleiddio cyfnod, math modiwleiddio cyflwr dirgryniad a math modiwleiddio tonfedd.
Ffibr trosglwyddo golau wedi'i blygu
Mae'r synhwyrydd ffibr optegol math trawsyrru ysgafn yn mewnbynnu'r signal optegol wedi'i fodiwleiddio gan y gwrthrych wedi'i fesur i'r ffibr optegol, ac yna'n cyflawni'r mesuriad trwy brosesu'r signal optegol ar y pen allbwn. Mae gan y math hwn o synhwyrydd elfen ffotosensitif arall sy'n sensitif i'r maint corfforol sydd i'w fesur, a dim ond fel elfen sensitif y gellir atodi'r elfen trawsyrru golau sy'n gallu modiwleiddio'r golau a drosglwyddir gan y ffibr optegol i ffurfio synhwyrydd. elfen. Gellir rhannu synwyryddion ffibr optig yn dri math: synwyryddion optig ffibr pwynt, synwyryddion optig ffibr annatod, a synwyryddion ffibr optig dosbarthedig yn ôl eu hystod fesur. Yn eu plith, defnyddir synwyryddion ffibr optegol dosbarthedig i ganfod dosbarthiad straen strwythurau mawr, a gallant fesur dadleoliad, straen mewnol neu arwyneb a pharamedrau pwysig eraill yr adeiladwaith yn gyflym ac yn ddinistriol. Mae'r mathau o synwyryddion ffibr optig a ddefnyddir mewn peirianneg sifil yn bennaf yn cynnwys synwyryddion optig ffibr interferometrig Math-Zender, synwyryddion optig ffibr ceudod Fabry-pero, a synwyryddion gratio Bragg ffibr.
Mae ysgafnder, gwydnwch a sefydlogrwydd tymor hir y synhwyrydd ffibr optegol yn ei alluogi i gael ei gymhwyso'n hawdd i straen mewnol a chanfod straen amrywiol ddeunyddiau adeiladu megis strwythurau dur adeiladu a choncrit. Archwiliad iechyd wedi'i wireddu o strwythur yr adeilad.
Categori mawr arall o synwyryddion ffibr optig yw'r defnydd o synwyryddion ffibr optig. Mae ei strwythur yn fras fel a ganlyn: Mae'r synhwyrydd wedi'i leoli ar ddiwedd y ffibr optegol, a dim ond llinell drosglwyddo golau yw'r ffibr optegol, sy'n trosi'r maint corfforol mesuredig yn osgled, cyfnod neu osgled y golau. Yn y system synhwyrydd hon, mae'r synhwyrydd traddodiadol a'r ffibr optegol wedi'u cyfuno. Mae cyflwyno ffibr optegol yn ei gwneud hi'n bosibl gwireddu telemetreg ar sail chwiliedydd. Mae gan y synhwyrydd trosglwyddo ffibr optegol hwn ystod eang o gymwysiadau ac mae'n hawdd ei ddefnyddio, ond mae ei gywirdeb ychydig yn is na synhwyrydd y math cyntaf.
Mae ffibr optegol yn seren sy'n codi yn y teulu synhwyrydd. Fe'i defnyddir yn helaeth oherwydd perfformiad rhagorol ffibr optegol. Mae'n fath o synhwyrydd sy'n werth ei nodi mewn ymarfer cynhyrchu.
Mae synwyryddion ffibr optig wedi dod yn seren gynyddol yn y teulu synhwyrydd oherwydd eu manteision niferus, ac maent yn chwarae eu rôl unigryw eu hunain mewn amrywiol fesuriadau, gan ddod yn aelod anhepgor o'r teulu synhwyrydd.
cais
Gellir inswleiddio rhag baw, magnetedd, sain, gwasgedd, tymheredd, cyflymiad, gyro, dadleoli, lefel hylif, torque, ffotocwstig, cerrynt, synhwyrydd ffibr optegol ar gyfer dadleoli, dirgrynu, cylchdroi, pwysau, plygu, straen, cyflymder, cyflymiad, cerrynt, maes magnetig, foltedd, lleithder, tymheredd, maes sain, llif, crynodiad, gwerth PH a mesur straen. Mae gan synwyryddion ffibr optegol ystod eang o gymwysiadau, sy'n cynnwys bron pob maes pwysig o'r economi genedlaethol ac amddiffyn cenedlaethol a bywydau beunyddiol pobl. Gellir eu defnyddio'n ddiogel ac yn effeithiol mewn amgylcheddau garw. Maent yn datrys llawer o broblemau technegol sydd wedi bodoli mewn llawer o ddiwydiannau ers blynyddoedd lawer. Galw'r farchnad. Amlygir yn bennaf yn y ceisiadau a ganlyn:
Cymhwyso gyrosgopau interferometrig a synwyryddion pwysau gratio mewn pontydd, argaeau, caeau olew, ac ati mewn adeiladu trefol. Gellir ymgorffori synwyryddion ffibr optegol mewn plastigau concrit, wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon a deunyddiau cyfansawdd amrywiol i brofi ymlacio straen, straen adeiladu a straen llwyth deinamig, er mwyn gwerthuso perfformiad strwythurol y bont yn y cyfnod adeiladu tymor byr a'r tymor hir- tymor gweithredu tymor.
Yn y system bŵer, mae angen mesur tymheredd, cerrynt a pharamedrau eraill, megis canfod tymheredd yn stator a rotor trawsnewidyddion foltedd uchel a moduron mawr. Gan fod synwyryddion trydanol yn agored i ymyrraeth maes electromagnetig, ni ellir eu defnyddio ar achlysuron o'r fath. Synhwyrydd Ffibr Optig. Mae synhwyrydd tymheredd ffibr optegol wedi'i ddosbarthu yn uwch-dechnoleg a ddatblygwyd yn ystod y blynyddoedd diwethaf ar gyfer mesur dosbarthiad maes tymheredd gofodol mewn amser real. Mae gan system synhwyro tymheredd ffibr optegol dosbarthedig nid yn unig fanteision synwyryddion ffibr optegol cyffredin, ond mae ganddo hefyd y gallu i fesur tymheredd pwyntiau amrywiol ar hyd y ffibr optegol. Gyda'i allu synhwyro wedi'i ddosbarthu, gallwn fesur tymheredd gwahanol bwyntiau yn barhaus o fewn ychydig gilometrau ar hyd y ffibr optegol mewn amser real. Gall y cywirdeb lleoli gyrraedd trefn mesuryddion, a gall y cywirdeb mesur gyrraedd y lefel o 1 gradd. Mae'n addas iawn ar gyfer mesur tymheredd croestoriad ar raddfa fawr. Achlysuron cais.
Yn ogystal, gellir defnyddio synwyryddion ffibr optegol hefyd wrth fonitro rheilffyrdd, systemau gyriant roced, a chanfod ffynnon olew.
Mae gan ffibr optegol fanteision rhyfeddol band eang, gallu mawr, trosglwyddiad pellter hir, a synhwyro aml-baramedr, dosbarthedig a defnydd ynni-isel. Gall synhwyro ffibr optegol barhau i amsugno technolegau a dyfeisiau newydd ar gyfer cyfathrebu ffibr optegol, a disgwylir i amrywiol synwyryddion ffibr optegol gael eu defnyddio'n helaeth yn Rhyngrwyd Pethau.
