什么是光纖傳感器？

光纖傳感器是一種由樹脂或石英玻璃制成的細(xì)纖維光纖，內(nèi)部使用光波導(dǎo)在制造現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行各種傳感任務(wù)。

光纖傳感器具有能夠在狹窄空間內(nèi)檢測(cè)小物體以及使用柔性細(xì)電纜和小型傳感器頭檢測(cè)小物體等特點(diǎn)，并且不受電磁影響，適合在廣泛的環(huán)境中進(jìn)行檢測(cè)。由于光纖涂層的材質(zhì)，它可以在高溫環(huán)境或有油或化學(xué)品的場(chǎng)所使用。

光纖傳感器的應(yīng)用

光纖傳感器的主要應(yīng)用是物體檢測(cè)。可以在光照射的檢測(cè)區(qū)域中檢測(cè)物體的存在、通過和移動(dòng)速度。

由于通過阻擋或反射光進(jìn)行檢測(cè)，因此不僅可以檢測(cè)金屬，還可以檢測(cè)木材、樹脂等一般固體以及透明玻璃等一般固體的有無和顏色，從而可以非接觸地檢測(cè)一般產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于各種制造現(xiàn)場(chǎng)，包括狹窄空間內(nèi)極小產(chǎn)品的檢測(cè)和定位。

除了能夠檢測(cè)固體之外，還能夠檢測(cè)液體、應(yīng)變和溫度，以非接觸方式測(cè)量流過導(dǎo)體的電流的電流傳感器也已投入實(shí)際使用。

光纖傳感器的結(jié)構(gòu)

光纖傳感器由傳輸光并照射光的纜狀光纖單元、由具有光源和光放大功能的光纖放大器組成的發(fā)光部分、以及接收光的光接收部分組成。

光纖是光纖單元的中心，具有雙層結(jié)構(gòu)，由高折射率石英玻璃或塑料制成的薄中心纖芯和圍繞纖芯的低折射率包層組成。利用光的全內(nèi)反射現(xiàn)象作為光波導(dǎo)。

光纖放大器的結(jié)構(gòu)主要包括光放大器和發(fā)光元件與光接收元件之間的檢測(cè)電路，其中最重要的光放大介質(zhì)是稀土摻雜光纖，它通過放大光來進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)這些功能，某些產(chǎn)品能夠調(diào)整靈敏度并設(shè)置或更改閾值。

光纖傳感器大致分為光纖單元分離型和光纖放大器型以及光纖單元內(nèi)置型，檢測(cè)方式有透射型、反射型、回歸反射型、有限反射型等，傳感器頭形狀也多種多樣。 . 實(shí)現(xiàn)大范圍的檢測(cè)。

光纖傳感器原理

光纖傳感器基于從發(fā)光部發(fā)出的光的信息（波長、光強(qiáng)度）和在受光部接收到的光的信息來進(jìn)行各種檢測(cè)。

1.常見物體檢測(cè)

這是通過阻擋從發(fā)光部分到受光部分的光來檢測(cè)物體是否存在的最基本的檢測(cè)原理。可以通過短暫的中斷來檢測(cè)通過，并且通過為發(fā)光部配備光接收裝置，還可以測(cè)量物體的反射時(shí)間和移動(dòng)速度。

玻璃等透明物體由于光線透過而難以檢測(cè)，但通過高精度測(cè)量因表面（空氣?玻璃）折射率變化而引起的光強(qiáng)度變化，可以進(jìn)行檢測(cè)。

2、液體檢測(cè)

光纖傳感器不僅用于檢測(cè)固體，還利用液體折射光的性質(zhì)來檢測(cè)液體，管安裝型和液體接觸型已投入實(shí)用。

管安裝型從管壁發(fā)出光。如果管內(nèi)沒有液體，則光直線傳播；如果有液體，則光發(fā)生折射并進(jìn)入接收側(cè)。這可以檢測(cè)液體的存在或不存在。這種類型可以檢測(cè)透明液體，但不能檢測(cè)不透光的不透明液體。

在濕式中，發(fā)射器和接收器彼此平行安裝在具有錐形尖端的樹脂管中，當(dāng)管不與液體接觸時(shí)，光被錐形部分折射并返回接收側(cè).我是。當(dāng)與液體接觸時(shí)，折射率發(fā)生變化，光不會(huì)返回。這可以檢測(cè)與液體的接觸。

這樣，光纖傳感器就可以用來檢測(cè)液體的存在、液位和漏水情況。對(duì)于液體檢測(cè)，樹脂管通常由特氟龍基材料制成，可用于化學(xué)溶液和高溫水，使其適用于廣泛的應(yīng)用。

3.顏色檢測(cè)

物體的顏色是由反射光的波長分布決定的，而反射光的波長分布又取決于照射光的波長（顏色）的反射率和折射率。這可用于通過光纖傳感器檢測(cè)顏色。

4. 溫度和應(yīng)變檢測(cè)

光纖在徑向上具有雙重結(jié)構(gòu)，由纖芯部分和包層部分組成，但在制造過程中用特殊的紫外光照射光纖，在軸向上以規(guī)則的間隔產(chǎn)生折射率部分不同的區(qū)域。這稱為光纖布拉格光柵（FBG）。在這種情況下，光纖的圖像是兩端串聯(lián) FBG 的圓柱體。

FBG 根據(jù)所產(chǎn)生的間距和折射率僅反射特定波長，因此當(dāng)光纖因溫度變化而膨脹或收縮時(shí)，反射光的波長以及反射光返回所需的時(shí)間都會(huì)發(fā)生變化。這使得它可以用作溫度傳感器。

另外，當(dāng)安裝在結(jié)構(gòu)中時(shí)，光纖長度會(huì)隨著結(jié)構(gòu)的變形而變化，因此它也可以用作應(yīng)變傳感器。除了大型建筑物、隧道、管道等外，還應(yīng)用于不斷受到外力作用的結(jié)構(gòu)，例如海上風(fēng)力發(fā)電，它是可再生能源的一種。當(dāng)連接重物時(shí)，光纖的長度根據(jù)重物移動(dòng)時(shí)施加的加速力而變化，因此也可以用作加速度傳感器。

5、電流值檢測(cè)

使用光纖傳感器檢測(cè)電流值利用了法拉第效應(yīng)。當(dāng)電流流過導(dǎo)體時(shí)，根據(jù)右手螺旋定則會(huì)產(chǎn)生同心磁場(chǎng)。法拉第效應(yīng)是沿著該磁場(chǎng)穿過光纖的光的偏振面根據(jù)磁場(chǎng)的強(qiáng)度而旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。通過測(cè)量該偏振面的旋轉(zhuǎn)角度來檢測(cè)電流值。

有關(guān)光纖傳感器的其他信息

關(guān)于光纖放大器

光纖傳感器一般使用LED光，使用光纖將光傳輸?shù)綑z測(cè)單元，并使用透鏡或其他裝置進(jìn)行照明。該傳感器的常見問題包括 LED 燈隨時(shí)間的推移而退化以及鏡頭上附著污垢。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，照射光的強(qiáng)度會(huì)降低，導(dǎo)致誤檢測(cè)和設(shè)備故障，因此使用光纖放大器。

光纖放大器具有自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)補(bǔ)償光強(qiáng)度下降的功能。它檢測(cè)LED光隨時(shí)間的變化，并相應(yīng)地增加輸出，以保持恒定的光強(qiáng)度。此外，根據(jù)光強(qiáng)度的減少率而不是光強(qiáng)度的減少量來設(shè)置物體檢測(cè)，并通過確定發(fā)射光和接收光的相對(duì)光強(qiáng)度比來進(jìn)行自動(dòng)校正。

這樣一來，彌補(bǔ)光纖傳感器缺點(diǎn)的產(chǎn)品和功能就不斷被開發(fā)出來，利用好它們就可以預(yù)防問題的發(fā)生。