光纤传感器优于其他传感器的八大原因,学到了!
2020-12-04 17:32:52 来源:嘉准传感科技 点击:1310
【大比特导读】光纤传感器发展十分迅速的主要原因,是它具有其他传感器不可媲美的许多优点。
光通信是一门古老的技术。通常,手是光调制器,眼睛是光探测器,光在空气中传播。显然,这样的光通信有许多缺点,它不能适应现代电子学发展的要求。因此,1966年Kao和Hockham提出用低损耗光纤导光,从而解决了光在大气中传播的不稳定因素,使远距离导光成为可能。利用光纤研制光纤传感器始于1977年,该技术一问世即引起人们的极大兴趣,目前光纤传感器已经得到异常迅猛的发展。
光纤传感器发展十分迅速的主要原因,是它具有其他传感器不可媲美的许多优点。这些优点是:
电绝缘。因为光纤本身是电介质,而且敏感元件也可用电介质材料制作,因此光纤传感器具有良好的电绝缘性,光纤表面能承受80kV/20cm电压。因此它特别适用于高压的供电系统以及大容量电机的测试。
抗电磁干扰。这是光纤测量及光纤传感器极其独特的性能特征,因此光纤传感器特别适用于高压大电流、强磁场、噪声、强辐射等恶劣环境中,能解决许多传感器无法解决的问题。
非侵入性。由于传感头可制作成电绝缘的,而且其体积可以做得很小(最小做到只稍大于光纤的芯径),因此,它不仅对电磁场是非侵入式的,而且对速度场也是非侵入式的,故对被测场不产生干扰。这对于弱电磁场及小管道内流速、流量等的监测特别具有实用价值。
高灵敏度。高灵敏度是光学测量的优点之一。利用光作为信息载体的光纤传感器的灵敏度很高,它是某些精密测量与控制必不可少的工具。
容易实现对被测信号的远距离监控。由于光纤的传输损耗很小(目前石英玻璃系光纤的最小光损耗可低达0.16dB/km),因此光纤传感器技术与遥测技术相结合,很容易实现对被测场的远距离监控。这对于工业生产过程的自动控制以及对核辐射、易燃、易爆气体和大气污染等进行监测尤为重要。
几何形状有多方面的适应性,可构成任意形状的光纤传感器。
传输频带宽。光纤的带宽距离乘积为30MHzkm10GHzkm。
光纤传感器无可动部分、无电源,是一个电气无源系统。
此外,光纤还有耐水性好、抗腐蚀性强、可高密度传输数据等优点。利用光纤能构成种类繁多的传感器,故有人称光纤传感器是万能传感器。它可测量许多物理量,应用范围遍布军事、民用、商业、医学、工业控制等各个领域。
目前,已证明用光纤可构成检测加速度、速度、位移、角加速度、角速度、角位移、压力、弯曲、应变、转矩、温度、电压、电流、液面、流量、流速、浓度、PH值、磁、声、光、射线等多种物理量的传感器,这些传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机-电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。
以电为基础的传统传感器是一种把被测量的状态转变为可测电信号的装置,是由电源、敏感元件、信号接收和处理系统,以及传输信息所用金属导线组成。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统,以及光纤构成。由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件,在这里,光的某一性质受到被测量的调制。已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理系统处理,得到我们所期待的被测量。
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很多人都会分不清光纤传感器与光电传感器,其实它们不管在原理上、原材料上、构造上、精确测量范围上都是很不同的,虽然名字上看起来差不多,但是却各有千秋,下面就来瞧瞧这两种传感器的不同吧!
日前,徐州芯思杰半导体技术有限公司5G光芯片封测项目投产活动举行,据金龙湖发布消息显示,徐州芯思杰项目一期建设10条光芯片封测生产线,二期再建设10条生产线,全部达产后预计实现年产值30亿元,其中主要封装1.25G到100G速率光芯片、生产光纤传感器等。
光纤最早是应用于光的传输,适合长距离传递信息,是现代信息社会光纤通信的基石。光波在光纤中传播的特征参量会因外界因素的作用而间接或直接地发生变化,由此光纤传感器就能分析探测这些物理量、化学量和生物量的变化。
对射型:红外发射电路在发射器,红外接收电路、信号放大处理电路和信号输出电路在接收器。没有被检测特时,接收器会收到发射器发出的红外线信号,当出现被检测时,红外线信号被阻挡。
光电传感器的制作材料主要是具有光电效应的半导体材料或者金属材料制作而成,比如光电二极管和光电三极管的制造材料一般有硅材料或者锗材料,光敏电阻的材料由硫化镉或者锑化铟等材料制作;而光纤传感器是由光透射率高的玻璃纤维(主要是由石英玻璃)构成,成分比较单一。
城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中,用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期营运状态的结构性能。
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