本文主要介紹的是光纖傳感器調(diào)試,首先介紹了光纖傳感器工作原理及優(yōu)點,其次闡述了光纖傳感器調(diào)試使用方法,最后介紹了光纖傳感器的應用,具體的跟隨小編來了解一下吧。
光纖傳感器工作原理
光導纖維是利用光的完全內(nèi)反射原理傳輸光波的一種介質(zhì),它是由高折射率的纖芯和包層所組成。包層的折射率小于纖芯的折射率,直徑大致為0.1mm~0.2mm。當光線通過端面透入纖芯,在到達與包層的交界面時,由于光線的完全內(nèi)反射,光線反射回纖芯層。這樣經(jīng)過不斷的反射,光線就能沿著纖芯向前傳播且只有很小的衰減。
光纖式傳感器就是把發(fā)射器發(fā)出的光線用光導纖維引導到檢測點,再把檢測到的光信號用光纖引導到接收器來實現(xiàn)檢測的。按動作方式的不同,光纖式傳感也可分為對射式、漫反射式等多種類型。光纖式傳感器可以實現(xiàn)被檢測物體在較遠區(qū)域的檢測。由于光纖損耗和光纖色散的存在,在長距離光纖傳輸系統(tǒng)中,必須在線路適當位置設立中級放大器,以對衰減和失真的光脈沖信號進行處理及放大。
光纖傳感器的優(yōu)點
(1)靈敏度高
由于光是一種波長極短的電磁波,通過光的相位便得到其光學長度。以光纖干涉儀為例,由于所使用的光纖直徑很小,受到微小的機械外力的作用或溫度變化時其光學長度要發(fā)生變化,從而引起較大的相位變化。假設用1 0米的光纖,l℃的變化引起1000ard的相位變化,若能夠檢測出的最小相位變化為0.01ard,那么所能測出的最小溫度變化為l 0℃,可見其靈敏度之高。
(2)抗電磁干擾、電絕緣、耐腐蝕、本質(zhì)安全
由于光纖傳感器是利用光波傳輸信息,而光纖又是電絕緣、耐腐蝕的傳輸媒質(zhì),并且安全可靠,這使它可以方便有效地用于各種大型機電、石油化工、礦井等強電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。
?。?)測量速度快
光的傳播速度最快且能傳送二維信息,因此可用于高速測量。對雷達等信號
的分析要求具有極高的檢測速率,應用電子學的方法難以實現(xiàn),利用光的衍射現(xiàn)象的高速頻譜分析便可解決。
?。?)信息容量大
被測信號以光波為載體,而光的頻率極高,所容納的頻帶很寬,同一根光纖可以傳輸多路信號。
?。?)適用于惡劣環(huán)境
光纖是一種電介質(zhì),耐高壓、耐腐蝕、抗電磁干擾,可用于其它傳感器所不適應的惡劣環(huán)境中。
此外,光纖傳感器還具有質(zhì)量輕、體積小、可繞曲、測量對象廣泛、復用性好、成本低等特點。
光纖傳感器調(diào)試使用方法
1、 基本組成
本系列的光纖傳感器外觀基本由以下幾部分組成,從左到右依次為:
?。?) SET鍵,此按鈕可用于敏感度設定。本傳感器的基本原理為:通過光纖探頭對不同介質(zhì)折射率的感應,從而獲得數(shù)字信號,顯示在屏幕上,通過顯示數(shù)值的大小與設定靈敏值的比較發(fā)送開關(guān)量。
?。?2) 指示燈,此燈在傳感器有信號輸出時發(fā)生亮滅變化。
?。?) “設定靈敏值”,在屏幕上顯示為綠色,表明當前設定的靈敏值。當探頭采集到的數(shù)值變化至此數(shù)值時,傳感器產(chǎn)生信號。
?。?) “當前靈敏值”, 在屏幕上顯示為紅色,顯示傳感器當前采集的數(shù)值。
(5) “選擇按鈕”,及左右箭頭,可以實現(xiàn)各種功能的選擇,相當于翻頁鍵
?。?) “模式選擇按鈕”,此按鈕可用于設定不同的工作模式。
2、 接線方法
3、靈敏度校準
?。?) 全自動校準: 在工件進入探頭的靈敏區(qū)域時,按住“SET”鍵不放,保持3 秒,靈敏值將會被設定,顯示為綠色
(2) 兩點校準: 在工件未進入靈敏區(qū)域時,按住“SET”鍵保持三秒,有一個敏感值被記憶,然后將工件放置在敏感區(qū)域,按下“SET”鍵保持三秒,另一個敏感值被記憶,當敏感值從一個值變化為另一值時,傳感器產(chǎn)生電平變化。
(3)一般校準: 也可以通過按“選擇按鈕”,及左右鍵來增減敏感度的設定值。
?。?) 位置校準: 在工件未進入靈敏區(qū)域時,按住“SET”鍵保持
三秒,然后將工件放置在離探頭一定距離,按下“SET”鍵保持
三秒,一個敏感值被記憶,當工件每次到達此位置時,傳感器產(chǎn)生電平變化。
4、常開常閉設定
按下最右側(cè)的開關(guān)選擇按鈕,可以選擇,內(nèi)部開關(guān)為常閉還是常開。
光纖傳感器的應用
絕緣于污穢、磁、聲、壓力、溫度、加速度、陀螺、位移、液面、轉(zhuǎn)矩、光聲、電流,光纖傳感器可用于位移、震動、轉(zhuǎn)動、壓力、彎曲、應變、速度、加速度、電流、磁場、電壓、濕度、溫度、聲場、流量、濃度、PH值和應變等物理量的測量。光纖傳感器的應用范圍很廣,幾乎涉及國民經(jīng)濟和國防上所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活,尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用,解決了許多行業(yè)多年來一直存在的技術(shù)難題,具有很大的市場需求。主要表現(xiàn)在以下幾個方面的應用:
城市建設中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應用。光纖傳感器可預埋在混凝土、碳纖維增強塑料及各種復合材料中,用于測試應力松弛、施工應力和動荷載應力,從而評估橋梁短期施工階段和長期營運狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
在電力系統(tǒng),需要測定溫度、電流等參數(shù),如對高壓變壓器和大型電機的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測等,由于電類傳感器易受電磁場的干擾,無法在這類場合中使用,只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來的一種用于實時測量空間溫度場分布的高新技術(shù),分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普遍光纖傳感器的優(yōu)點,還具有對光纖沿線各點的溫度的分布傳感能力,利用這種特點我們可以連續(xù)實時測量光纖沿線幾公里內(nèi)各點溫度,定位精度可達米的量級,測量精度可達1度的水平,非常適用大范圍交點測溫的應用場合。
此外,光纖傳感器還可以應用于鐵路監(jiān)控、火箭推進系統(tǒng)以及油井檢測等方面。
光纖同時具備寬帶、大容量、遠距離傳輸和可實現(xiàn)多參數(shù)、分布式、低能耗傳感的顯著優(yōu)點。光纖傳感可以不斷汲取光纖通信的新技術(shù)、新器件,各種光纖傳感器有望在物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應用。