ระบบตรวจจับไฟเบอร์ออปติก

ออ ปติ คอ ลFไอบีเรียSensingSระบบ ystem

ระบบตรวจจับไฟเบอร์ออปติกเริ่มขึ้นในปี 1977 และพัฒนาอย่างรวดเร็วด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารใยแก้วนําแสง ระบบตรวจจับใยแก้วนําแสงเป็นตัวบ่งชี้ที่สําคัญในการวัดระดับของข้อมูลในประเทศ จากหางโจวอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ และ Sensing System Application Forum ระบบตรวจจับใยแก้วนําแสงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางทหารการป้องกันการบินและอวกาศองค์กรอุตสาหกรรมและเหมืองแร่พลังงานและสิ่งแวดล้อมการควบคุมอุตสาหกรรมการแพทย์และสุขภาพการวัดและการทดสอบการก่อสร้างเครื่องใช้ในครัวเรือนและสาขาอื่น ๆ ตลาดที่กว้างใหญ่ มีระบบตรวจจับใยแก้วนําแสงหลายร้อยระบบในโลกเช่นอุณหภูมิความดันการไหลการกระจัดการสั่นสะเทือนการหมุนการดัดระดับของเหลวความเร็วการเร่งความเร็วสนามเสียงปัจจุบันแรงดันไฟฟ้าสนามแม่เหล็กและรังสี ตรวจ จับ

ใยแก้วนําแสงทํางานแบนด์วิดธ์ความถี่, ช่วงไดนามิกขนาดใหญ่, เหมาะสําหรับการควบคุมระยะไกล telemetry, เป็นสายส่งการสูญเสียต่ําที่ดีเยี่ยม; ภายใต้เงื่อนไขบางอย่างใยแก้วนําแสงเป็นเรื่องง่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จะยอมรับการวัดหรือการโหลดภาคสนามเป็นส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนที่ยอดเยี่ยม ใยแก้วนําแสงตัวเองไม่ได้เรียกเก็บ, ขนาดเล็ก, น้ําหนักเบา, ง่ายต่อการโค้งงอ, แอนตี้- แม่เหล็กไฟฟ้ารบกวน, ความต้านทานรังสีที่ดี, โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสําหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นไวไฟ, ระเบิด, พื้นที่จํากัดและการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่แข็งแกร่งของ ดังนั้นเทคโนโลยีการตรวจจับใยแก้วนําแสงจึงได้รับความสนใจอย่างมากตั้งแต่เริ่มก่อตั้งและได้รับการวิจัยและนําไปใช้ในเกือบทุกสาขากลายเป็นผู้กล่าวอ้างว่าเทคโนโลยีการตรวจจับและส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจจับอย่างจริงจัง

การตรวจจับใยแก้วนําแสงรวมถึงการรับรู้และการส่งสัญญาณภายนอก (วัด) สิ่งที่เรียกว่าการรับรู้ (หรือความไว) หมายถึงพารามิเตอร์ลักษณะทางกายภาพของคลื่นแสงที่ส่งโดยสัญญาณภายนอกตามกฎหมายที่เปลี่ยนแปลงเช่นความเข้ม (อํานาจ) ความยาวคลื่นความถี่เฟสและสถานะโพลาไรซ์และการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ออปติคอลที่วัดได้คือ "การรับรู้" การเปลี่ยนแปลงในสัญญาณภายนอก "การรับรู้" นี้เป็นสัญญาณภายนอกที่ปรับคลื่นแสงที่แพร่กระจายในเส้นใยแบบเรียลไทม์ การส่งผ่านที่เรียกว่าหมายความว่าใยแก้วนําแสงส่งสัญญาณออปติคอลที่ปรับโดยสัญญาณภายนอกไปยังโฟตอนสําหรับการตรวจจับแยกสัญญาณภายนอกจากคลื่นแสงและดําเนินการประมวลผลข้อมูลตามต้องการนั่นคือลดระดับ ดังนั้นเทคโนโลยีการตรวจจับไฟเบอร์ออปติกรวมถึงทั้งเทคนิคการปรับและลดระดับคือวิธีที่สัญญาณภายนอก (วัด) จะปรับพารามิเตอร์คลื่นแสงในใยแก้วนําแสง (หรือเทคนิคการโหลด) และวิธีการแยกสัญญาณภายนอกจากคลื่นแสงที่ปรับ (เทคนิคการลดระดับ (หรือเทคนิคการตรวจจับ) ที่วัดได้)

ส่วนของสัญญาณภายนอกที่ปรับพารามิเตอร์ออปติคอลในเส้นใยตรวจจับเรียกว่าภูมิภาคการปรับ ตามความสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่ปรับและใยแก้วนําแสงการปรับสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ประเภทหนึ่งคือการปรับการทํางานและพื้นที่ปรับตั้งอยู่ในใยแก้วนําแสง สัญญาณภายนอกจะปรับคลื่นออปติคอลโดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ลักษณะการส่งผ่านบางอย่างของใยแก้วนําแสงโดยตรง เซ็นเซอร์ใยแก้วนําแสงดังกล่าวเรียกว่าประเภทการทํางาน (เส้นใยทํางานประเภท FF สําหรับระยะสั้น) หรือเซ็นเซอร์ใยแก้วนําแสงชนิดภายในและกลายเป็นเซ็นเซอร์ประเภทการปรับภายในและใยแก้วนําแสงมีฟังก์ชั่นของ "การส่งผ่าน" และ "การตรวจจับ" เส้นใยที่ได้รับควบคู่ไปกับแหล่งกําเนิดแสงและเส้นใยที่ได้รับควบคู่ไปกับโฟเต็กเตอร์เป็นเส้นใยอย่างต่อเนื่องที่เรียกว่าเส้นใยตรวจจับดังนั้นเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ที่ใช้งานได้จึงเรียกว่าเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ทั้งหมดหรือเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ตรวจจับ ประเภทอื่น ๆ คือการปรับที่ไม่ทํางาน พื้นที่ปรับอยู่นอกใยแก้วนําแสง สัญญาณภายนอกจะถูกปรับโดยอุปกรณ์ปรับภายนอกไปยังคลื่นแสงที่เข้าสู่ใยแก้วนําแสง เซ็นเซอร์ใยแก้วนําแสงประเภทนี้เรียกว่าเส้นใยไม่ทํางาน (NFF) หรือ extrinsic ประเภทของเซ็นเซอร์ใยแก้วนําแสงเส้นใยส่งและเส้นใยที่ได้รับให้บริการเฉพาะเพื่อส่งคลื่นแสงซึ่งเรียกว่าเส้นใยส่งแสงและไม่มีความต่อเนื่อง ดังนั้นเซ็นเซอร์ใยแก้วนําแสงที่ไม่ทํางานเรียกว่าเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ที่ส่งแสงหรือเซ็นเซอร์ไฟเบอร์ที่ปรับจากภายนอก

ตามการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ลักษณะทางกายภาพของคลื่นแสงที่ปรับโดยสัญญาณภายนอกการปรับคลื่นแสงสามารถแบ่งออกเป็นห้าประเภท: การปรับความเข้มของแสงการปรับความถี่แสงการปรับความยาวคลื่นแสงการปรับเฟสออปติคอลและการปรับโพลาไรซ์

เนื่องจากโฟลเทคเตอร์ที่มีอยู่สามารถตอบสนองต่อความเข้มของแสงเท่านั้นและไม่สามารถตอบสนองต่อความถี่ความยาวคลื่นเฟสและสัญญาณการปรับโพลาไรซ์ของแสงได้โดยตรงจะต้องแปลงเป็นสัญญาณความเข้มโดยเทคนิคการแปลงบางอย่าง รับและดําเนินการตรวจหา

การจําแนกประเภทแอปพลิเคชันเทคโนโลยีการตรวจจับใยแก้วนําแสง

การปรับความเข้มของแสง

การเน้นแสงเป็นวิธีการปรับที่ค่อนข้างง่ายและใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยีการตรวจจับใยแก้วนําแสง หลักการพื้นฐานคือการใช้การรบกวนของสัญญาณภายนอก (วัด) เพื่อเปลี่ยนความเข้ม (เช่นการปรับ) ของแสง (แสงสเปกตรัมกว้างหรือแสงความยาวคลื่นเฉพาะ) ในเส้นใยแล้ววัดความเข้มของแสงเอาต์พุต (ลดระดับ) เพื่อให้ได้สัญญาณภายนอก วัด

การปรับเฟส

การปรับเฟสออปติคอลหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของเฟสของคลื่นแสงที่แพร่กระจายในใยแก้วนําแสงตามกฎหมายบางอย่างของสัญญาณภายนอก (วัด) และปริมาณของการเปลี่ยนแปลงของเฟสออปติคอลสะท้อนให้เห็นถึงปริมาณภายนอกที่วัดได้

โดยทั่วไปมีการปรับเฟสออปติคอลสามประเภทที่ใช้ในเทคโนโลยีการตรวจจับใยแก้วนําแสง ประเภทหนึ่งคือการปรับการทํางานและสัญญาณภายนอกเปลี่ยนขนาดเรขาคณิตและดัชนีการหักเหของแสงของเส้นใยตรวจจับผ่านเอฟเฟกต์ความเครียดแรงเอฟเฟกต์ความเครียดความร้อนเอฟเฟกต์แสงยืดหยุ่นและผลกระทบทางความร้อนออปติคของใยแก้วนําแสงจึงทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสออปติคอลในใยแก้วนําแสง เพื่อให้บรรลุการปรับเฟสออปติคอล ประเภทที่สองคือการปรับเอฟเฟกต์ Sagnac สัญญาณภายนอก (การหมุน) จะไม่เปลี่ยนพารามิเตอร์ของเส้นใยเอง แต่เส้นใยวงกลมในเขตข้อมูลเฉื่อยจะถูกหมุนเพื่อสร้างความแตกต่างของเส้นทางแสงที่สอดคล้องกันระหว่างคานทั้งสองที่แพร่กระจายในทิศทางตรงกันข้าม การปรับเฟสออปติคอล ประเภทที่สามคือการปรับที่ไม่ทํางานนั่นคือการปรับเฟสออปติคอลในใยแก้วนําแสงโดยการเปลี่ยนความแตกต่างของเส้นทางคลื่นแสงเป็นใยแก้วนําแสงนอกเส้นใยตรวจจับ

การปรับโพลาไรซ์

การปรับโพลาไรซ์หมายความว่าสัญญาณภายนอก (วัด) ทําให้เกิดการโก่งตัวปกติ (การหมุนออปติคอล) หรือ birefringence ของระนาบโพลาไรซ์ของคลื่นแสงในเส้นใยในลักษณะบางอย่างจึงทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะโพลาไรซ์ของแสงโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสถานะโพลาไรซ์ของแสง สามารถวัดได้ว่าวัดโลกภายนอกได้

การปรับความยาวคลื่น

สัญญาณภายนอก (วัด) จะเปลี่ยนความยาวคลื่นของแสงที่ส่งในใยแก้วนําแสงโดยใช้การเลือกความถี่การกรอง ฯลฯ และสามารถตรวจจับและวัดความยาวคลื่นที่วัดได้ การปรับประเภทนี้เรียกว่าออปติคอลการปรับความยาวคลื่น

วิธีการปัจจุบันสําหรับการปรับความยาวคลื่นแสงส่วนใหญ่เป็นการเลือกและการกรองความถี่แสง วิธีการปรับความยาวคลื่นแสงทั่วไปส่วนใหญ่รวมถึงเทคนิคการปรับภายนอกเช่นการกรองแบบ Interferometric F-P การกรอง birefringent โพลาไรซ์จลาจลและการเลือกสเปกตรัมการกระจัดต่างๆ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยีการกรองตะแกรงไฟเบอร์ที่พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เปิดโอกาสใหม่สําหรับเทคโนโลยีการปรับความยาวคลื่นแสงที่ใช้งานได้

ชนิดการปรับความถี่

การปรับความถี่ออปติคอลหมายความว่าสัญญาณภายนอก (วัด) จะปรับความถี่ของคลื่นออปติคอลที่ส่งในใยแก้วนําแสงและออฟเซ็ตความถี่สะท้อนให้เห็นถึงการวัด ในปัจจุบันมีการใช้วิธีการปรับเพิ่มเติมในวิธีการ Doppler นั่นคือสัญญาณภายนอกจะปรับความถี่ของคลื่นแสงในเส้นใยรับผ่านเอฟเฟกต์ Doppler ซึ่งเป็นการปรับที่ไม่ทํางาน

ลักษณะเซ็นเซอร์:

ความไวสูงและภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า เนื่องจากระบบตรวจจับเซ็นเซอร์ไฟเบอร์เป็นเรื่องยากที่จะแทรกแซงจากสนามภายนอกและสัญญาณแสงไม่โต้ตอบกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในระหว่างการส่งและไม่ได้รับผลกระทบจากเสียงไฟฟ้าใด ๆ เนื่องจากคุณสมบัตินี้เซ็นเซอร์ไฟเบอร์จะได้รับในการตรวจจับระบบไฟฟ้า ใช้กันอย่างแพร่หลายของ

เส้นใยมีความยืดหยุ่นและความเหนียวที่ดีดังนั้นเซ็นเซอร์สามารถทําเป็นรูปร่างที่แตกต่างกันตามความต้องการของการตรวจสอบในสถานที่

แบนด์วิดท์ความถี่ที่วัดได้และช่วงการตอบสนองแบบไดนามิกมีขนาดใหญ่

มันมีการพกพาที่แข็งแกร่งและสามารถทําเป็นเซ็นเซอร์ของปริมาณทางกายภาพที่แตกต่างกัน, รวมทั้งสนามเสียง, สนามแม่เหล็ก, ความดัน, อุณหภูมิ, เร่ง, การกระจัด, ระดับของเหลว, การไหล, กระแส, รังสีและอื่นๆของ

มันฝังสูงและง่ายต่อการเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์และระบบใยแก้วนําแสงทําให้ง่ายต่อการใช้ telemetry และการควบคุมของระบบ

Aการ pplication:

เทคโนโลยีการตรวจจับไฟเบอร์ออปติกในการตรวจสอบวิศวกรรมโครงสร้าง

เทคโนโลยีการตรวจจับไฟเบอร์ออปติกในการตรวจจับสะพาน

เทคโนโลยีการตรวจจับไฟเบอร์ออปติกในกลศาสตร์และวิศวกรรมธรณีเทคนิค

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการตรวจจับใยแก้วนําแสงทางทหาร