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    關于德國PEPPERL+FUCHS倍加福光纖傳感器的工作原理
    點擊次數:81 發布時間:2022-04-02

    我司在德國、美國都有自己的公司,像德國PEPPERL+FUCHS這個品牌我們是它的中國總經銷,下面是小編為大家描述

        關于德國PEPPERL+FUCHS倍加福光纖傳感器的工作原理

    P+F光纖傳感器是一種將被測對象的狀態轉變為可測的光信號的傳感器。P+F光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經由光纖送入調制器,在調制器內與外界被測參數的相互作用, 使光的光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等發生變化,成為被調制的光信號,再經過光纖送入光電器件、經解調器后獲得被測參數。整個過程中,光束經由光纖導入,通過調制器后再射出,其中光纖的作用首先是傳輸光束,其次是起到光調制器的作用。

    傳感器在朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展。在這一過程中,P+F光纖傳感器這個傳感器家族的新成員備受青睞。光纖具有很多優異的性能,例如:具有抗電磁和原子輻射干擾的性能,徑細、質軟、重量輕的機械性能;絕緣、無感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能夠在人達不到的地方(如高溫區),或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

    特點

    1、因反射體中使用了棱鏡,所以與通用的反射型光控傳感器器相比,其檢測性能更高、更可靠

    2 、與分離式光控傳感器相比,電路連接更簡單容易。

    3、 子母扣嵌入式的設計,安裝更為簡單

    用途

    1、用于電話、網絡寬帶等數字型號傳輸。

    2、用于自動售貨機、金融終端有關的設備、點鈔機、卡、硬幣、存折等的通過情況

    3、用于自動化設備上產品定位、計數、識別。

    P+F光纖傳感器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器,使待測參數與進入調制區的光相互作用后,導致光的光學性質(如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等)發生變化,稱為被調制的信號光,再利用被測量對光的傳輸特性施加的影響,完成測量。

    P+F光纖傳感器的測量原理有兩種。

    (1)物性型P+F光纖傳感器原理,物性型P+F光纖傳感器是利用光纖對環境變化的敏感性,將輸入物理量變換為調制的光信號。其工作原理基于光纖的光調制效應,即光纖在外界環境因素,如溫度、壓力、電場、磁場等等改變時,其傳光特性,如相位與光強,會發生變化的現象。

    因此,如果能測出通過光纖的光相位、光強變化,就可以知道被測物理量的變化。這類傳感器又被稱為敏感元件型或功能型P+F光纖傳感器。激光器的點光源光束擴散為平行波,經分光器分為兩路,一為基準光路,另一為測量光路。外界參數(溫度、壓力、振動等)引起光纖長度的變化和相位的光相位變化,從而產生不同數量的干涉條紋,對它的模向移動進行計數,就可測量溫度或壓等。

    (2)結構型P+F光纖傳感器原理,結構型P+F光纖傳感器是由光檢測元件(敏感元件)與光纖傳輸回路及測量電路所組成的測量系統。其中光纖僅作為光的傳播媒質,所以又稱為傳光型或非功能型P+F光纖傳感器。

    光纖具有很多優異的性能,例如:具有抗電磁和原子輻射干擾的性能,徑細、質軟、重量輕的機械性能;絕緣、無感應的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能等,它能夠在人達不到的地方,或者對人有害的地區(如核輻射區),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

    一、靈敏度較高;

    二、幾何形狀具有多方面的適應性,可以制成任意形狀的P+F光纖傳感器;

    三、可以制造傳感各種不同物理信息(聲、磁、溫度、旋轉等)的器件;

    四、可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環境;

    五、而且具有與光纖遙測技術的內在相容性。

    P+F光纖傳感器的優點是與傳統的各類傳感器相比,P+F光纖傳感器用光作為敏感信息的載體,用光纖作為傳遞敏感信息的媒質,具有光纖及光學測量的特點,有一系列獨特的優點。電絕緣性能好,抗電磁干擾能力強,非侵入性,高靈敏度,容易實現對被測信號的遠距離監控,耐腐蝕,防爆,光路有可撓曲性,便于與計算機聯接。

    傳感器朝著靈敏、精確、適應性強、小巧和智能化的方向發展,它能夠在人達不到的地方(如高溫區或者對人有害的地區,如核輻射區),起到人的耳目作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

    根據光受被測對象的調制形式可以分為:強度調制型、偏振態制型、相位制型、頻率制型;

    根據光是否發生干涉可分為:干涉型和非干涉型;

    根據是否能夠隨距離的增加連續地監測被測量可分為:分布式和點分式;

    根據光纖在傳感器中的作用可以分為:一類是功能型(Functional Fiber,縮寫為FF)傳感器,又稱為傳感型傳感器; 另一類是非功能型(Non Functional Fiber縮寫為NFF),又稱為傳光型傳感器。 

    功能型

    功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件, 被測量對光纖內傳輸的光進行調制, 使傳輸的光的強度、相位、頻率或偏振態等特性發生變化, 再通過對被調制過的信號進行解調, 從而得出被測信號。

    光纖在其中不僅是導光媒質,而且也是敏感元件,光在光纖內受被測量調制,多采用多模光纖。

    優點:結構緊湊、靈敏度高。

    缺點:須用特殊光纖,成本高,

    典型例子:光纖陀螺、光纖水聽器等。

    非功能型P+F光纖傳感器是利用其它敏感元件感受被測量的變化, 光纖僅作為信息的傳輸介質,常采用單模光纖。

    光纖在其中僅起導光作用,光照在光纖型敏感元件上受被測量調制。

    優點:光纖即可用于電氣隔離,有用于數據傳輸,且光纖傳輸的信號不受電磁干擾的影響。

    實用化的大都是非功能型的P+F光纖傳感器。AnyWay的變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器、變頻功率傳感器(一種電壓、電流組合式傳感器)就屬于非功能型的P+F光纖傳感器,在復雜電磁環境下的電量測量中,有其獨到的優勢。

    P+F光纖傳感器是最近幾年出現的新技術,可以用來測量多種物理量,比如聲場、電場、壓力、溫度、角速度、加速度等,還可以完成現有測量技術難以完成的測量任務。在狹小的空間里,在強電磁干擾和高電壓的環境里,P+F光纖傳感器都顯示出了獨特的能力。P+F光纖傳感器有70多種,大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖的傳感器。

    所謂光纖自身的傳感器,就是光纖自身直接接收外界的被測量。外接的被測量物理量能夠引起測量臂的長度、折射率、直徑的變化,從而使得光纖內傳輸的光在振幅、相位、頻率、偏振等方面發生變化。測量臂傳輸的光與參考臂的參考光互相干涉(比較),使輸出的光的相位(或振幅)發生變化,根據這個變化就可檢測出被測量的變化。光纖中傳輸的相位受外界影響的靈敏度很高,利用干涉技術能夠檢測出10的負4次方弧度的微小相位變化所對應的物理量。利用光纖的繞性和低損耗,能夠將很長的光纖盤成直徑很小的光纖圈,以增加利用長度,獲得更高的靈敏度。

    光纖聲傳感器就是一種利用光纖自身的傳感器。當光纖受到一點很微小的外力作用時,就會產生微彎曲,而其傳光能力發生很大的變化。聲音是一種機械波,它對光纖的作用就是使光纖受力并產生彎曲,通過彎曲就能夠得到聲音的強弱。光纖陀螺也是光纖自身傳感器的一種,與激光陀螺相比,光纖陀螺靈敏度高,體積小,成本低,可以用于飛機、艦船、等的高性能慣性導航系統。。


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