OptilineFiber ––Sensing (1999)"EnSystem (õvars)
Fiiberoptiliste sensorsüsteem algas 1977 ja arenenud kiiresti arengukiud kommunikatsiooni tehnoloogia. Kiudoptiliste fiiberoptiliste sensorsüsteem on oluline näitaja, et mõõta teabe taset riigis. Alates Hangzhou Asjade Internet ja Sensing System Application Forum, kiudoptilised sensorsüsteem on laialdaselt kasutatud sõjalise, riigikaitse, lennunduse, tööstus-ja mäetööstusettevõtete, energia ja keskkonnakaitse, tööstuskontrolli, meditsiini-ja tervise-, mõõtmise-ja katsetamine, ehitus, kodumasinad ja muudes valdkondades. suur turg. Maailmas on sadu fiiberoptilisi sensorsüsteeme, nagu temperatuur, rõhk, vool, nihe, vibratsioon, pöörlemine, painutamine, vedeliku tase, kiirus, kiirendus, heliväli, vool, pinge, magnetväli ja kiirgus. Kaugseire.
Optilise disliimtöötlemise sagedus ribalaius, suur dünaamiline vahemik, mis sobib telemeetria kaugjuhtimispult, on suurepärane madala kadu ülekandeliin; teatud tingimustel, kiudoptilised on eriti lihtne aktsepteerida mõõtmine või valdkonnas koormus, on suurepärane tundlik komponent; optiline kiud ise ei ole laetud, väiksus, kerge kaal, lihtne painutada, elektromagnetilised häired, hea kiirguskindlus, eriti sobib kasutamiseks karmides keskkondades, nagu tuleohtlik, plahvatusohtlik, ruumi piiratud ja tugev elektromagnetiline häire. Seetõttu fiiberoptiliste sensortehnoloogia on saanud suurt tähelepanu alates selle loomisest, ja on uuritud ja kohaldatud peaaegu kõigis valdkondades, muutudes eelkäija sensing tehnoloogia ja edendada jõuline areng tajutehnoloogia.
Optilise kiu sensorid, sealhulgas väliste signaalide tajumine ja edastamine (mõõdetud). Niinimetatud taju (või tundlikkus) viitab välise signaali kaudu edastatava valguslaine füüsikalistele parameetritele vastavalt selle muutuvale seadusele, nagu intensiivsus (võimsus), lainepikkus, sagedus, faas ja polarisatsiooniolek ning mõõdetud optilise parameetri muutus on "tajuvad" muutusi välissignaalides. See "taju" on sisuliselt väline signaal, mis moduleerib valguslaineid levib kiu reaalajas. Niinimetatud ülekanne tähendab, et optiline kiud edastab välise signaaliga moduleeritud optilist lainet fotodetektorile avastamiseks, ekstraktib välise signaali optilisest lainest ja teostab andmetöötlust vastavalt vajadusele, st demodulatsiooni. Seetõttu kiudoptiline sensor tehnoloogia hõlmab nii modulatsiooni ja demodulatsiooni tehnikat, nimelt, kuidas väline signaal (mõõdetud) moduleerib optilise laine parameetrid optilise kiu (või laadimise tehnikat) ja kuidas eraldada välist signaali moduleeritud valguslaine ( Demodulatsioon tehnikat (või avastamise tehnikat), mis on mõõdetud).
Osa välise signaali, mis moduleerib optilisi parameetreid senseeriv kiud nimetatakse modulatsiooni piirkonnas. Modulatsiooniala ja kiudoptilise piirkonna vahelise seose kohaselt võib modulatsiooni jagada kahte kategooriasse. Üks tüüp on funktsionaalne modulatsioon ja modulatsiooni ala asub kiudoptilises. Väline signaal moduleerib optilist lainet, muutes otseselt optilise kiu teatud ülekandeiseloomulikke parameetreid. Selline fiiberoptiliste sensor nimetatakse funktsionaalne tüüp (Funktsionaalne Fiber, FF tüüp lühike) või sisemine tüüpi fiiberoptiliste sensor, ja muutub ka sisemine modulatsiooni tüüpi andur, ja kiudoptilised on funktsioone "edastamise" ja "sensor". Saavad kiudaineid ühendatud valgusallikaja vastuvõtva kiu ühendatud fotodetektor on pidev kiud nimega tajuv kiud, nii funktsionaalne kiu andur nimetatakse ka kõik kiudaine või tajuv kiu andur. Teine tüüp on mittefunktsionaalne modulatsioon. Modulatsiooni ala on väljaspool kiudaineid. Väline signaal on moduleeritud välise modulatsiooni seade optilise laine sisenevad optilise kiu. Seda tüüpi kiudoptilise diferoosi andur nimetatakse Mittefunktsionaalne Fiber (NFF) või extrinsic. Tüüpi fiiberoptiliste sensor, edastava kiu ja vastuvõtva kiu ainult teenida edastada valguslaineid, mida nimetatakse valgust edastavad kiud, ja ei ole järjepidevust. Seetõttu mittefunktsionaalne fiiberoptiliste andur nimetatakse ka valgust edastava kiu andur või väliselt moduleeritud kiu andur.
Vastavalt välise signaaliga moduleeritud valguslaine füüsikaliste iseloomulike parameetrite muutumisele võib valguslaine modulatsiooni jagada viide tüüpi: valguse intensiivsuse modulatsioon, optiline sagedusmodulatsioon, optiline lainepikkuse modulatsioon, optiline faasimodulatsioon ja polarisatsiooni modulatsioon.
Kuna iga olemasolev fotodetektor saab reageerida ainult valguse intensiivsusele ja ei saa otseselt reageerida valguse sagedusele, lainepikkusele, faasile ja polarisatsiooni modulatsioonisignaalile, tuleb see mõne muundamistehnika abil intensiivsussignaaliks muuta. Võtta vastu ja rakendada avastamist.
Optilise kiu sensortehnoloogia rakenduste klassifitseerimine
Valgustugevuse modulatsioon
Valgusrõhk on suhteliselt lihtne ja laialdaselt kasutatav modulatsiooni meetod fiiberoptiliste sensortehnoloogia. Põhiprintsiip on kasutada häireid välise signaali (mõõdetud) muuta intensiivsust (st modulatsioon) valguse (laia spektriga valgus või konkreetse lainepikkusega valgus) kiudaineid, ja seejärel mõõta väljund valguse intensiivsus (demodulatsioon), et saavutada väline signaal. Mõõtmine.
Faasi modulatsioon
Optilise faasi modulatsioon viitab optilises kius leviva valguslaine faasi muutusele vastavalt välise signaali teatavale seadusele (mõõdetuna) ja optilise faasi muutuse hulk peegeldab mõõdetud välist kogust.
Seal on üldiselt kolme tüüpi optiline faasi modulatsioon kasutatakse fiiberoptiliste sensortehnoloogia. Üks tüüp on funktsionaalne modulatsioon ja väline signaal muudab sensorfiia geomeetrilist suurust ja murdumisnäitajat jõutüve efekti, termilise pinge efekti, elastse valguse efekti ja optilise kiu termooptiliste mõjude kaudu, põhjustades sellega optilise faasi muutuse optilises fiiberis. Optilise faasi modulatsiooni saavutamiseks. Teine tüüp on Sagnac mõju modulatsioon. Väline signaal (rotatsioon) ei muuda kiu enda parameetreid. Selle asemel pööratakse inertsiaalse välja ümmarguse kiu, et luua vastav optiline tee erinevus kahe talade vahel, mis levivad vastupidises suunas. Optilise faasi modulatsioon. Kolmas tüüp on mittefunktsionaalne modulatsioon, see on optilise faasi modulatsioon optilises fiiberis, muutes optilise laine tee erinevuse optiliseks kiuks väljaspool sensorkiudu.
Polarisatsiooni modulatsioon
Polarisatsiooni modulatsioon tähendab, et väline signaal (mõõdetud) põhjustab regulaarselt läbipainet (optiline pöörlemine) või valguslaine lainetasapinna katkendlikkust teatud viisil, põhjustades valguse polarisatsiooniomaduse muutuse, tuvastades valguse polarisatsioonioleku muutuse. Võib mõõta, et välismaailma mõõdetakse.
Lainepikkuse modulatsioon
Väline signaal (mõõdetud) muudab läbiva valguse lainepikkust optilises kius sageduse valiku, filtreerimise jms abil ning mõõdetud lainepikkuse muutust on võimalik tuvastada ja mõõta. Seda tüüpi modulatsiooni nimetatakse optilistekslainepikkuse modulatsioon.
Optilise lainepikkuse modulatsiooni praegused meetodid on peamiselt optilise sageduse valik ja filtreerimine. Tavalised optilise diileri modulatsiooni meetodid hõlmavad peamiselt väliseid modulatsioonimeetodeid, nagu F-P interferomeetriline filtreerimine, massirahutuste polarisatsioon birefringent filtreerimine ja mitmesugused nihespektraalmeetodid. Viimase 20 aasta jooksul, eriti kiudvõre filtreerimine tehnoloogia arenenud kiiresti viimastel aastatel on avanud uusi väljavaateid funktsionaalne optiline lainepikkus modulatsiooni tehnoloogia.
Sageduse modulatsiooni tüüp
Optiline sageduse modulatsioon tähendab, et väline signaal (mõõdetud) moduleerib optilise laine sagedust, mis edastatakse optilises fiiberis, ja sageduse nihe peegeldab mõõdetud. Praegu kasutatakse Doppleri meetodis rohkem modulatsioonimeetodeid, st väline signaal moduleerib optilise laine sagedust vastuvõtvas kiudaines Doppleri efekti kaudu, mis on mittefunktsionaalne modulatsioon.
Anduri omadused:
Kõrge tundlikkus ja häirekindlus elektromagnetiliste häirete suhtes. Kuna kiudandur avastamise süsteem on raske segada välisvälja ja optiline signaal ei suhtle elektromagnetilise laine edastamise ajal, ja ei mõjuta elektriline müra. Tänu sellele funktsioonile saadakse kiuandur elektrisüsteemi avastamiseks. laialdaselt kasutatav.
Kiudon hea paindlikkus ja sitkus, nii et andur saab teha erineva kujuga vastavalt vajadustele kohapeal kontrolli.
Mõõdetud sageduse ribalaius ja dünaamiline reageerimisvahemik on suured.
See on tugev teisaldatavus ja saab teha andurid eri füüsilistes kogustes, sealhulgas heliväli, magnetväli, rõhk, temperatuur, kiirendus, nihe, vedeliku tase, voolu, voolu, kiirguse ja nii edasi.
See on väga embeddable ja lihtne ühendada arvutid ja fiiberoptiliste süsteemide, mistõttu on lihtne rakendada telemeetria ja kontrolli süsteemi.
Application (ärapühitsemine):
Kiudoptilised sensibiliseerimise tehnoloogia ehitustehnika ülevaatuses
Optilised kiudseire tehnoloogia sildade tuvastamisel
Optilised kiudseire tehnoloogia geotehnika ja inseneriteaduses
Sõjaline kasutamine kiudoptilise disiseeriva tehnoloogia