1) तीव्रता संशोधित फाइबर ऑप्टिक सेंसर

मूल सिद्धांत यह है कि मापी जाने वाली भौतिक मात्रा ऑप्टिकल फाइबर में संचरित प्रकाश की प्रकाश तीव्रता में बदलाव का कारण बनती है, और मापी जाने वाली माप को प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन का पता लगाकर महसूस किया जाता है। निरंतर प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित तीव्रता का प्रकाश सेंसर हेड में इंजेक्ट किया जाता है। सेंसर हेड के भीतर, मापा सिग्नल की कार्रवाई के तहत प्रकाश की तीव्रता बदल जाती है, अर्थात, यह बाहरी क्षेत्र द्वारा संशोधित किया जाता है, ताकि आउटपुट प्रकाश की तीव्रता और लिफाफा मापे जाने वाले सिग्नल का आकार समान होता है। फोटोडेटेक्टर द्वारा मापा गया आउटपुट करंट भी उसी तरह से संग्राहक होता है। सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट तब मापे जाने वाले सिग्नल को प्राप्त करने के लिए संशोधित सिग्नल का पता लगाता है।

इस प्रकार के सेंसर के फायदे सरल संरचना, कम लागत और आसान कार्यान्वयन हैं। इसलिए, इसे पहले विकसित किया गया था और इसे सफलतापूर्वक विस्थापन, दबाव, सतह खुरदरापन, त्वरण, अंतराल, बल, तरल स्तर, कंपन, विकिरण, आदि पर लागू किया गया है। माप। इंटेंसिटी मॉड्यूलेशन के कई तरीके हैं, जिन्हें परावर्तन तीव्रता मॉड्यूलेशन, ट्रांसमिशन इंटेंसिटी मॉड्यूलेशन, लाइट मोड इंटेंसिटी मॉड्यूलेशन, अपवर्तक इंडेक्स और अवशोषण गुणांक तीव्रता मॉड्यूलेशन में विभाजित किया जा सकता है, और इसी तरह। आम तौर पर, प्रतिबिंब-प्रकार की तीव्रता मॉड्यूलेशन, ट्रांसमिशन-प्रकार की तीव्रता मॉड्यूलेशन, और अपवर्तक सूचकांक तीव्रता मॉडुलन को बाहरी मॉडुलन प्रकार कहा जाता है, और प्रकाश मोड को आंतरिक मॉडुलन प्रकार कहा जाता है। हालांकि, सिद्धांत की सीमा के कारण, यह प्रकाश स्रोत के उतार-चढ़ाव और कनेक्टर हानि परिवर्तनों के प्रभाव के लिए अतिसंवेदनशील है, इसलिए इस सेंसर का उपयोग केवल छोटे हस्तक्षेप स्रोतों वाले स्थानों में किया जा सकता है।

2) चरण मॉड्यूलेशन फाइबर ऑप्टिक सेंसर

मूल सिद्धांत है: मापा ऊर्जा क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, ऑप्टिकल फाइबर में प्रकाश तरंग के चरण में बदलाव होता है, और फिर चरण परिवर्तन को प्रकाश की तीव्रता में बदलाव में बदलने के लिए इंटरफेरोमेट्रिक माप प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाता है, जिससे भौतिक मात्रा का पता लगाया जाता है। चरण-संग्राहक फाइबर-ऑप्टिक सेंसर के फायदे बेहद उच्च संवेदनशीलता, बड़े गतिशील माप सीमा और तेज प्रतिक्रिया गति हैं। नुकसान प्रकाश स्रोत पर उच्च आवश्यकताएं हैं और पहचान प्रणाली की सटीकता पर उच्च आवश्यकताएं हैं, इसलिए लागत अपेक्षाकृत अधिक है। ।

वर्तमान में, मुख्य अनुप्रयोग फ़ील्ड हैं: फोटोस्टैस्टिक प्रभाव का उपयोग करते हुए ध्वनिक, दबाव या कंपन सेंसर; मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रभाव का उपयोग करके वर्तमान और चुंबकीय क्षेत्र सेंसर; विद्युत क्षेत्र और वोल्टेज सेंसर का उपयोग इलेक्ट्रोस्टैटिक बल का उपयोग करते हुए; घूर्णी कोणीय वेग सेंसर सेगमेंट प्रभाव का उपयोग करते हुए; (फाइबर ऑप्टिक गायरो) और इतने पर।

3) आवृत्ति मॉडुलन फाइबर ऑप्टिक सेंसर

मूल सिद्धांत अपनी चलती गति का पता लगाने के लिए चलती वस्तु के परावर्तित या बिखरे हुए प्रकाश के डॉपलर आवृत्ति शिफ्ट प्रभाव का उपयोग करना है, अर्थात, प्रकाश आवृत्ति प्रकाश रिसीवर और प्रकाश स्रोत के बीच आंदोलन की स्थिति से संबंधित है। जब वे अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं, तो वे प्रकाश की दोलन आवृत्ति प्राप्त करते हैं; जब उनके बीच सापेक्ष गति होती है, तो प्राप्त प्रकाश आवृत्ति अपनी दोलन आवृत्ति के साथ एक आवृत्ति बदलाव से गुजरती है, और आवृत्ति पारी का परिमाण सापेक्ष गति की परिमाण और दिशा से संबंधित है।

इसलिए, ऐसे सेंसर का उपयोग ज्यादातर ऑब्जेक्ट आंदोलन की गति को मापने के लिए किया जाता है। आवृत्ति मॉड्यूलेशन के कुछ अन्य तरीके हैं। उदाहरण के लिए, कुछ सामग्रियों के अवशोषण और प्रतिदीप्ति भी बाहरी मापदंडों के साथ आवृत्ति में बदलते हैं, और क्वांटम इंटरैक्शन के कारण ब्रिलॉइन और रमन प्रकीर्णन भी एक प्रकार की आवृत्ति मॉडुलन घटना है। इसका मुख्य अनुप्रयोग द्रव प्रवाह को मापना है। अन्य में गैस सेंसर शामिल हैं जो गैस की सांद्रता को मापते हैं या रमन बिखरने से वायुमंडलीय प्रदूषण की निगरानी करते हैं जब कोई पदार्थ मजबूत प्रकाश द्वारा प्रदीप्त होता है; तापमान संवेदक जो फोटोल्यूमिनेशन का उपयोग करते हैं।

4) ध्रुवीकरण मॉडुलन फाइबर ऑप्टिक सेंसर

मूल सिद्धांत मापा वस्तु की जानकारी संचारित करने के लिए प्रकाश के ध्रुवीकरण राज्य के परिवर्तन का उपयोग करना है।

एक प्रकाश तरंग एक अनुप्रस्थ लहर है जिसका प्रकाश वेक्टर प्रसार की दिशा के लंबवत है। यदि एक प्रकाश तरंग के प्रकाश वेक्टर की दिशा हमेशा समान होती है, लेकिन चरण के साथ इसका आकार बदलता है, तो ऐसे प्रकाश को रैखिक ध्रुवीय प्रकाश कहा जाता है। प्रकाश वेक्टर और प्रकाश प्रसार दिशा से बना विमान रैखिक ध्रुवीकृत प्रकाश का कंपन विमान है। यदि प्रकाश वेक्टर का आकार समान रहता है और इसकी दिशा प्रसार की दिशा के बारे में समान रूप से घूमती है, तो प्रकाश वेक्टर के अंत में प्रक्षेपवक्र एक चक्र है। इस तरह के प्रकाश को परिपत्र ध्रुवीकृत प्रकाश कहा जाता है। यदि प्रकाश वेक्टर का आकार और दिशा नियमित रूप से बदलती है, और प्रकाश वेक्टर का अंत एक दीर्घवृत्त के साथ घूमता है, तो ऐसे प्रकाश को अण्डाकार रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश कहा जाता है।

प्रकाश तरंगों के ध्रुवीकरण गुणों का उपयोग करके, ध्रुवीकरण-संग्राहक फाइबर सेंसर बनाए जा सकते हैं। कई फाइबर ऑप्टिक प्रणालियों में, विशेष रूप से एकल-मोड फाइबर वाले, ध्रुवीकरण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कई शारीरिक प्रभाव प्रकाश के ध्रुवीकरण को प्रभावित या बदल सकते हैं, और कुछ प्रभाव भयावहता का कारण बन सकते हैं। तथाकथित बिरफिरिंग घटना एक घटना है जिसमें घटना प्रकाश की एक किरण अक्सर कुछ क्रिस्टल के लिए अपवर्तित प्रकाश के दो बीमों में विघटित होती है, जिनके ऑप्टिकल गुण दिशा के साथ भिन्न होते हैं। एक द्विअर्थी माध्यम से प्रकाश का चरण विलंब इनपुट प्रकाश के ध्रुवीकरण राज्य का एक कार्य है।

ध्रुवीकरण-मॉड्यूलेटेड फाइबर-ऑप्टिक सेंसर में उच्च पहचान संवेदनशीलता है, जो प्रकाश स्रोत तीव्रता परिवर्तनों के प्रभाव से बच सकती है, और रिश्तेदार चरण-संशोधित फाइबर-ऑप्टिक सेंसर में एक सरल संरचना होती है और इसे समायोजित करना आसान होता है। इसके मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र हैं: वर्तमान और चुंबकीय क्षेत्र सेंसर जो फैराडे प्रभाव का उपयोग करते हैं; विद्युत और वोल्टेज सेंसर जो पंवार प्रभाव का उपयोग करते हैं; दबाव, कंपन, या ध्वनिक सेंसर जो फोटोलेस्टिक प्रभाव का उपयोग करते हैं; तापमान, दबाव और कंपन सेंसर जो द्विअर्थी उपयोग करते हैं। वर्तमान में, यह मुख्य रूप से मजबूत वर्तमान की निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है।

5) तरंग दैर्ध्य संशोधित फाइबर ऑप्टिक सेंसर

पारंपरिक तरंग दैर्ध्य-संग्राहक फाइबर-ऑप्टिक सेंसर को संपत्ति का उपयोग करके महसूस किया जाता है कि बाह्य भौतिक मात्रा के साथ संवेदन जांच के वर्णक्रमीय लक्षण बदलते हैं।

ऐसे सेंसर ज्यादातर गैर-कार्यात्मक सेंसर होते हैं। तरंग दैर्ध्य-संग्राहक फाइबर जांच में, फाइबर का उपयोग केवल प्रकाश गाइड के रूप में किया जाता है, अर्थात, घटना प्रकाश को माप क्षेत्र में भेजा जाता है, और लौटे संशोधित प्रकाश को विश्लेषक को भेजा जाता है। फाइबर वेवलेंथ डिटेक्शन तकनीक की कुंजी प्रकाश स्रोत और स्पेक्ट्रम विश्लेषक का अच्छा प्रदर्शन है, जिसका संवेदन प्रणाली की स्थिरता और संकल्प पर एक निर्णायक प्रभाव है।

ऑप्टिकल फाइबर वेवलेंथ मॉड्यूलेशन तकनीक मुख्य रूप से चिकित्सा, रसायन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग की जाती है। उदाहरण के लिए, मानव रक्त गैस विश्लेषण, पीएच डिटेक्शन, इंडिकेटर सॉल्यूशन सॉल्यूशन का रासायनिक विश्लेषण, फॉस्फोरेसेंस और फ्लोरेसेंस एनालिसिस, ब्लैकबॉडी रेडिएशन एनालिसिस, और फैब्री-पेरोट फिल्टर। तथाकथित तरंग दैर्ध्य-संग्राहक फाइबर-ऑप्टिक सेंसर मुख्य रूप से फाइबर ब्रैग झंझरी सेंसर (FBG) हैं।

अंत में, मैं विदेशों से खनन उद्योग से आयातित विभिन्न कार्यों के साथ तीन प्रकार के ऑप्टिकल फाइबर सेंसर पेश करूंगा। पहला है ऑप्टिकल फाइबर तापमान सेंसर-एफओटी-एल-एसडी। इस तरह के चरम वातावरण में कम तापमान, परमाणु वातावरण, माइक्रोवेव और उच्च तीव्रता वाले आरएफ शामिल हैं। FOT-L उन सभी उत्कृष्ट विशेषताओं को जोड़ती है जिनकी आप एक आदर्श सेंसर बॉडी से अपेक्षा करते हैं। इसलिए, इस प्रकार का सेंसर अभी भी अत्यधिक तापमान और प्रतिकूल वातावरण के तहत उच्च-सटीक और विश्वसनीय तापमान माप प्रदान कर सकता है।

फिर फाइबर ऑप्टिक दबाव सेंसर-एफओपी-एम है, एफओपी-एम विशेष रूप से एयरोस्पेस और रक्षा के उच्च तापमान क्षेत्र के लिए डिज़ाइन किया गया है। FOP-M 150 ° C (302 ° F) के उच्च तापमान का सामना कर सकता है। अधिकांश पारंपरिक दबाव सेंसर डिजाइनों के विपरीत, FOP-M एक अद्वितीय सिलिकॉन क्रिस्टल डायाफ्राम विक्षेपण डिजाइन का उपयोग करता है। कठोर पर्यावरण दबाव माप के लिए FOP-M सबसे अच्छा विकल्प है। सेंसर पूरी तरह से विद्युत चुम्बकीय और रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप के लिए प्रतिरक्षा है, और इसकी अंतर्निहित विश्वसनीयता खतरनाक और उच्च तापमान वातावरण के लिए उपयुक्त है।

अंत में, ऑप्टिकल फाइबर अपवर्तक सूचकांक सेंसर-एफआरआई, एक अद्वितीय सेंसर डिजाइन है जो तरल पदार्थ के अपवर्तक सूचकांक को सही ढंग से निर्धारित करने के लिए तरल फैब्री-पेरोट ऑप्टिकल गुहा की लंबाई परिवर्तन पर आधारित है। फैब्री-पेरोट ऑप्टिकल गुहा की लंबाई द्रव नमूने के अपवर्तक सूचकांक के लिए आनुपातिक है। इसलिए, सफेद प्रकाश हस्तक्षेप तकनीक का उपयोग करके फैब्री-पेरोट गुहा की लंबाई को मापकर अपवर्तक सूचकांक को मापा जा सकता है। फाइबर ऑप्टिक सिग्नल कंडीशनर में कठोर तापमान, ईएमआई, आर्द्रता वातावरण और चर अंशांकन स्थितियों में भी अपवर्तक सूचकांक को मापने की क्षमता है। FRI ऑप्टिकल फाइबर अपवर्तक सूचकांक सेंसर उद्योग में मौजूदा अनुप्रयोगों के लिए बेहतर और अधिक विश्वसनीय अपवर्तक सूचकांक माप प्रदान करता है। इसी समय, संवेदक के पास कठोर परिस्थितियों में तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांक की निरंतर ऑनलाइन निगरानी की नई विस्तार क्षमता भी है।

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