1) Cảm biến sợi quang điều biến cường độ

Nguyên tắc cơ bản là đại lượng vật lý cần đo gây ra sự thay đổi cường độ ánh sáng của ánh sáng truyền trong sợi quang và phép đo cần đo được thực hiện bằng cách phát hiện sự thay đổi cường độ ánh sáng. Ánh sáng cường độ tôi phát ra từ nguồn sáng không đổi được đưa vào đầu cảm biến. Trong đầu cảm biến, cường độ ánh sáng thay đổi dưới tác động của tín hiệu đo, nghĩa là nó được điều chế bởi trường bên ngoài, sao cho đường bao của cường độ ánh sáng đầu ra Hình dạng của tín hiệu cần đo là như nhau. Dòng điện đầu ra được đo bằng bộ tách sóng quang cũng được điều chế theo cách tương tự. Mạch xử lý tín hiệu sau đó phát hiện tín hiệu đã điều chế để thu được tín hiệu cần đo.

Ưu điểm của loại cảm biến này là cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và dễ thực hiện. Do đó, nó đã được phát triển trước đó và đã được áp dụng thành công cho sự dịch chuyển, áp suất, độ nhám bề mặt, gia tốc, khe hở, lực, mức chất lỏng, độ rung, bức xạ, v.v. Đo lường. Có nhiều cách điều chế cường độ, có thể tạm chia thành điều chế cường độ phản xạ, điều chế cường độ truyền, điều chế cường độ ánh sáng, chỉ số khúc xạ và điều chế cường độ hệ số hấp thụ, v.v. Nói chung, điều chế cường độ loại phản xạ, điều chế cường độ loại truyền và điều chế cường độ chỉ số khúc xạ được gọi là loại điều chế ngoài và chế độ ánh sáng được gọi là loại điều chế bên trong. Tuy nhiên, do giới hạn của nguyên tắc, nó dễ bị ảnh hưởng của dao động nguồn sáng và thay đổi mất đầu nối, vì vậy cảm biến này chỉ có thể được sử dụng ở những nơi có nguồn nhiễu nhỏ.

2) Cảm biến sợi quang điều chế pha

Nguyên tắc cơ bản là: dưới tác động của trường năng lượng đo, pha của sóng ánh sáng trong sợi quang thay đổi, và sau đó công nghệ đo giao thoa kế được sử dụng để chuyển đổi pha thành cường độ ánh sáng, từ đó phát hiện đại lượng vật lý cần đo. Ưu điểm của cảm biến sợi quang điều biến pha là độ nhạy cực cao, dải đo động lớn và tốc độ phản hồi nhanh. Nhược điểm là yêu cầu cao về nguồn sáng và yêu cầu cao về độ chính xác của hệ thống phát hiện, do đó chi phí tương đối cao. .

Hiện nay, các lĩnh vực ứng dụng chính là: cảm biến âm thanh, áp suất hoặc rung sử dụng hiệu ứng quang điện, cảm biến dòng điện và từ trường sử dụng hiệu ứng từ tính, cảm biến điện trường và điện áp sử dụng lực tĩnh điện, cảm biến tốc độ góc quay sử dụng hiệu ứng Segnak (Sợi quang Gyro) và như vậy.

3) Cảm biến sợi quang điều chế tần số

Nguyên tắc cơ bản là sử dụng hiệu ứng dịch chuyển tần số Doppler của ánh sáng phản xạ hoặc tán xạ của vật chuyển động để phát hiện tốc độ di chuyển của nó, nghĩa là tần số ánh sáng có liên quan đến trạng thái chuyển động giữa bộ thu ánh sáng và nguồn sáng. Khi chúng tương đối đứng yên, chúng nhận được tần số dao động của ánh sáng, khi có sự chuyển động tương đối giữa chúng, tần số ánh sáng nhận được trải qua một sự thay đổi tần số với tần số dao động của nó và cường độ của sự thay đổi tần số có liên quan đến cường độ và hướng của tốc độ chuyển động tương đối.

Do đó, các cảm biến như vậy chủ yếu được sử dụng để đo tốc độ di chuyển của vật thể. Có một số phương pháp điều chế tần số khác, ví dụ, sự hấp thụ và phát huỳnh quang của một số vật liệu nhất định cũng thay đổi tần số với các tham số bên ngoài, và tán xạ Brillouin và Raman gây ra bởi tương tác lượng tử cũng là một loại hiện tượng điều chế tần số. Ứng dụng chính của nó là đo lưu lượng chất lỏng. Các loại khác bao gồm cảm biến khí đo nồng độ khí hoặc theo dõi ô nhiễm khí quyển bằng cách sử dụng tán xạ Raman khi một chất được chiếu sáng bởi ánh sáng mạnh, cảm biến nhiệt độ sử dụng quang phát quang.

4) Cảm biến sợi quang điều chế phân cực

Nguyên tắc cơ bản là sử dụng sự thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng để truyền thông tin của vật được đo.

Sóng ánh sáng là sóng ngang có vectơ ánh sáng vuông góc với hướng truyền. Nếu hướng của vectơ ánh sáng của sóng ánh sáng luôn giống nhau, nhưng kích thước của nó thay đổi theo pha, thì ánh sáng đó được gọi là ánh sáng phân cực tuyến tính. Mặt phẳng gồm vectơ ánh sáng và hướng truyền ánh sáng là mặt phẳng dao động của ánh sáng phân cực tuyến tính. Nếu kích thước của vectơ ánh sáng giữ nguyên và hướng của nó quay đồng đều về hướng truyền, quỹ đạo ở cuối vectơ ánh sáng là một vòng tròn. Ánh sáng như vậy được gọi là ánh sáng phân cực tròn. Nếu kích thước và hướng của vectơ ánh sáng thay đổi thường xuyên và phần cuối của vectơ ánh sáng quay dọc theo hình elip, thì ánh sáng đó được gọi là ánh sáng phân cực elip.

Sử dụng tính chất phân cực của sóng ánh sáng, cảm biến sợi được điều chế phân cực có thể được chế tạo. Trong nhiều hệ thống cáp quang, đặc biệt là các hệ thống chứa sợi đơn mode, phân cực đóng vai trò quan trọng. Nhiều hiệu ứng vật lý có thể ảnh hưởng hoặc thay đổi sự phân cực của ánh sáng, và một số hiệu ứng có thể gây ra sự lưỡng chiết. Hiện tượng được gọi là hiện tượng lưỡng chiết là một hiện tượng trong đó một chùm ánh sáng tới thường bị phân hủy thành hai chùm ánh sáng khúc xạ đối với một số tinh thể có tính chất quang học thay đổi theo hướng. Độ trễ pha của ánh sáng qua môi trường lưỡng chiết là một hàm của trạng thái phân cực của ánh sáng đầu vào.

Cảm biến sợi quang được điều chế phân cực có độ nhạy phát hiện cao, có thể tránh ảnh hưởng của thay đổi cường độ nguồn sáng và cảm biến sợi quang được điều chế pha tương đối có cấu trúc đơn giản và dễ điều chỉnh. Các lĩnh vực ứng dụng chính của nó là: cảm biến dòng điện và từ trường sử dụng hiệu ứng Faraday, cảm biến điện và điện áp sử dụng hiệu ứng Pawr, cảm biến áp suất, rung hoặc âm thanh sử dụng hiệu ứng quang điện tử, cảm biến nhiệt độ, áp suất và rung động sử dụng cảm biến lưỡng chiết. Hiện nay, nó chủ yếu được sử dụng để theo dõi dòng điện mạnh.

5) Cảm biến sợi quang điều chế bước sóng

Cảm biến sợi quang điều chế bước sóng truyền thống được thực hiện bằng cách sử dụng tính chất mà các đặc tính phổ của đầu dò cảm biến thay đổi với các đại lượng vật lý bên ngoài.

Các cảm biến như vậy chủ yếu là các cảm biến không chức năng. Trong đầu dò sợi quang được điều chế bước sóng, sợi quang được sử dụng đơn giản như một hướng dẫn ánh sáng, nghĩa là ánh sáng tới được gửi đến vùng đo và ánh sáng được điều chế trở lại được gửi đến máy phân tích. Chìa khóa của công nghệ phát hiện bước sóng sợi là hiệu suất tốt của nguồn sáng và máy phân tích phổ, có ảnh hưởng quyết định đến độ ổn định và độ phân giải của hệ thống cảm biến.

Công nghệ điều chế bước sóng sợi quang chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực y tế, hóa học và các lĩnh vực khác. Ví dụ, phân tích khí máu người, phát hiện pH, phân tích hóa học về nồng độ dung dịch chỉ thị, phân tích lân quang và huỳnh quang, phân tích bức xạ của người đen và bộ lọc Fabry-Perot. Cái gọi là cảm biến sợi quang điều chế bước sóng chủ yếu là cảm biến cách tử sợi Bragg (FBG).

Cuối cùng, tôi sẽ giới thiệu ba loại cảm biến sợi quang với các chức năng khác nhau được nhập từ ngành khai thác từ nước ngoài. Đầu tiên là cảm biến nhiệt độ sợi quang-FOT-L-SD, một loại cảm biến nhiệt độ sợi quang rất phù hợp để đo nhiệt độ trong môi trường khắc nghiệt. Những môi trường khắc nghiệt như vậy bao gồm nhiệt độ thấp, môi trường hạt nhân, lò vi sóng và RF cường độ cao. FOT-L kết hợp tất cả các tính năng tuyệt vời mà bạn mong đợi từ thân máy cảm biến lý tưởng. Do đó, loại cảm biến này vẫn có thể cung cấp phép đo nhiệt độ chính xác và đáng tin cậy ngay cả dưới nhiệt độ khắc nghiệt và môi trường bất lợi.

Sau đó là cảm biến áp suất sợi quang - FOP-M, FOP-M được thiết kế đặc biệt cho trường nhiệt độ cao của hàng không vũ trụ và quốc phòng. FOP-M có thể chịu được nhiệt độ cao 150 ° C (302 ° F). Không giống như hầu hết các thiết kế cảm biến áp suất truyền thống, FOP-M sử dụng thiết kế lệch màng tinh thể silicon độc đáo. FOP-M là lựa chọn tốt nhất để đo áp suất môi trường khắc nghiệt. Cảm biến hoàn toàn miễn nhiễm với nhiễu điện từ và tần số vô tuyến, và độ tin cậy vốn có của nó phù hợp với môi trường nguy hiểm và nhiệt độ cao.

Cuối cùng, cảm biến chỉ số khúc xạ sợi quang-FRI, là một thiết kế cảm biến độc đáo dựa trên sự thay đổi chiều dài của khoang quang Fabry-Perot lỏng để xác định chính xác chỉ số khúc xạ của chất lỏng. Chiều dài của khoang quang Fabry-Perot tỷ lệ thuận với chỉ số khúc xạ của mẫu chất lỏng. Do đó, chỉ số khúc xạ có thể được đo bằng cách đo chiều dài của khoang Fabry-Perot bằng công nghệ giao thoa ánh sáng trắng. Bộ điều chỉnh tín hiệu sợi quang có khả năng đo chỉ số khúc xạ ngay cả trong nhiệt độ khắc nghiệt, EMI, môi trường độ ẩm và điều kiện hiệu chuẩn thay đổi. Đồng thời, cảm biến cũng có khả năng mở rộng mới để theo dõi trực tuyến liên tục các chỉ số khúc xạ của chất lỏng trong điều kiện khắc nghiệt.

  Công ty TNHH Kiểm soát tự động hóa Ouying Thâm Quyến là nhà cung cấp chuyên nghiệp các linh kiện điện tử. Nó luôn tập trung vào việc bán hàng và hỗ trợ kỹ thuật cho các thành phần của các thương hiệu đẳng cấp thế giới. Để biết thêm chi tiết, xin vui lòng liên hệ với dịch vụ khách hàng!