سنسورهای فیبر نوری

نسورهای فیبر نوری چیست؟

برنامه‌های سنجش سنسورهای فیبر نوری

فیبرهای نوری کاربردهایی فراتر از جایگزینی کابل اطلاعات الکترونیکی پیدا می کنند. با این حال، این بدان معناست که آنها در زمینه ابزار دقیق صنعتی بیش از استفاده از آنها به عنوان کابل های ارتباطی داده سریال، حضور فزاینده ای خواهند داشت.

برخی از فرستنده های فرآیند صنعتی از فیبرهای نوری برای ارسال و دریافت نور بین الکترونیک فرستنده و یک عنصر حسگر اولیه مبتنی بر نور استفاده می کنند.

این ممکن است به سادگی یک سوئیچ مجاورتی غیر تماسی با استفاده از نور برای تشخیص وجود یک جسم در شکاف بین انتهای دو فیبر یا به پیچیده‌تر بودن آنالایزر شیمیایی که بر جذب طول موج‌های نور خاص برای تشخیص وجود تکیه می‌کند، باشد. یک ماده شیمیایی در محلول.

سنجش جریان سنج توربین

یک نمونه از کاربرد تخصصی فیبرهای نوری در این عکس از یک جریان سنج مایع به سبک چرخ پدال با استفاده از یک جفت فیبر نوری برای انتقال نور از مجموعه چرخ پدال نشان می دهد. جایی که چرخ دست و پا چرخان برای “بریدن” پرتو نور و در نتیجه نمایش نرخ جریان مایع به عنوان فرکانس نور پالسی کار می کند:

اندازه گیری دمای تداخل سنجی Fabry-Pero

یک مثال دیگر از کاربرد تخصصی فیبرهای نوری اندازه گیری دماهای بالا با استفاده از روش تداخل سنجی Fabry-Perot است.

این فناوری از یک دیسک کوچک و نازک از یاقوت کبود به عنوان سنسور دما استفاده می کند. ضخامت این دیسک و همچنین سرعت نور از طریق یاقوت کبود هر دو به دما بستگی دارند. به این معنی که یک فوتون نوری که به صفحه دیسک شلیک می‌شود، از صفحه پشتی دیسک منعکس می‌شود و در زمان‌های مختلف به منبع باز می‌گردد.

بارها بسته به دمای دیسک در دستگاه تداخل سنج Fabry-Perot، “ضخامت نوری” دیسک یاقوت کبود با ارسال یک پرتو پیوسته از نور سفید به دیسک و دریافت نور منعکس شده از دیسک از طریق یک فیبر نوری واحد اندازه گیری می شود. تداخل نوری ناشی از حادثه و پرتوهای نور معکوس که دمای دیسک را نشان می دهد. این روش جدید اندازه‌گیری دما برای برخی از کاربردهای فرآیند صنعتی چالش برانگیز مانند اندازه‌گیری دمای بالا در داخل گازسازهای زغال‌سنگ که برای استخراج مؤثر انرژی و مواد اولیه شیمیایی از زغال‌سنگ استفاده می‌شوند، نویدبخش است:

اندازه گیری اکسیژن محلول در سنسورهای فیبر نوری

نمونه دیگری از کاربرد تخصصی فیبرهای نوری، اندازه گیری اکسیژن محلول در محلول های آبی با استفاده از روش خاموش کردن لومینسانس پویا یا خاموش کردن فلورسانس است.

این فناوری از یک لایه نازک از مواد جامد حاوی مولکول‌هایی استفاده می‌کند. که وقتی در معرض نور مرئی با طول موج کوتاه‌تر (معمولا سبز یا آبی) قرار می‌گیرند، با نور قرمز فلورسانس می‌کنند.

مولکول های اکسیژن موجود در محلول مایع تمایل به پیوند با مولکول های فلورسانس در حسگر دارند. و آن فلورسانس را مهار می کنند، بنابراین وسیله ای برای اندازه گیری غلظت اکسیژن در نزدیکی حسگر فراهم می کنند:

هرچه O2 کمتری در محلول حل شود، فلورسانس قوی تر است (یعنی نور قرمز بیشتری دریافت می شود، برای مدت طولانی تر). هرچه O2 بیشتر باشد، فلورسانس کمتر است. فیبرهای نوری هم نور فرود (سبز یا آبی) و هم نور برگشتی (قرمز) را بین عنصر حسگر مرطوب و الکترونیک تفسیر کننده منتقل می کنند.

هم در تداخل سنجی Fabry-Pero و هم در حسگرهای خاموش کننده فلورسانس، عملکرد کابل فیبر نوری جداسازی فیزیکی عنصر حسگر از فرستنده الکترونیکی پیچیده و شکننده است. که برای تفسیر سیگنال نوری به عنوان یک اندازه گیری متغیر فرآیند مورد نیاز است.

تشخیص فلاش قوس

حداقل یک برنامه کاربردی وجود دارد که فیبر نوری خود عنصر حسگر است:

تشخیص فلاش قوس الکتریکی در کابینت های تابلو برق ولتاژ بالا. “فلش قوس” پدیده گرما و نور شدید است که در یک قوس الکتریکی با جریان بالا ایجاد می شود. به ویژه قوس فاز به فاز بین هادی های برق که در آن مقاومت مدار کمی برای محدود کردن جریان خطا وجود دارد.

تابلو برق فشار قوی به گونه ای درست می شود که قوس معمولی ایجاد شده در کنتاکت ها را در طول هر چرخه “باز شدن” خاموش کند. اما خطاهای خاصی در یک قطعه تابلو ممکن است این عملکرد خاموش را مهار کند. در چنین مواردی احتمال آسیب به تجهیزات و تهدیدی برای سلامتی و زندگی انسان شدید است.

اگر یک فیبر نوری برهنه (بدون پوشش) به درستی در یک قطعه تابلو قرار بگیرد. یک رویداد فلاش قوس به اندازه کافی نور را به فیبر تزریق می کند که مقداری از آن در فیبر شناسایی می شود.

انتهای دور جایی که با یک گیرنده حساس به نور برخورد می کند. از آنجایی که فیبر خود رسانای الکتریکی نیست، هیچ خطری برای هدایت قوس ولتاژ بالا به این گیرنده وجود ندارد.

گیرنده، به منظور دستور دادن به هر سوئیچگیر «بالادست» برای باز شدن در صورت بروز خطای قوس الکتریکی عمل می کند. تشخیص زودهنگام فلاش قوس با وسایل نوری به جای تشخیص تاخیر زمانی همان عیب توسط تشخیص جریان اضافه یا عدم تعادل جریان منجر به پاکسازی سریعتر تابلو برق معیوب از شبکه برق می شود.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.