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(diǎn),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(yīng)用,具體的跟隨小編來(lái)了解一下吧。
光纖傳感器工作原理
光導(dǎo)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(dāng)光線通過(guò)端面透入纖芯,在到達(dá)與包層的交界面時(shí),由于光線的完全內(nèi)反射,光線反射回纖芯層。這樣經(jīng)過(guò)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(dǎo)纖維引導(dǎo)到檢測(cè)點(diǎn),再把檢測(cè)到的光信號(hào)用光纖引導(dǎo)到接收器來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的。按動(dòng)作方式的不同,光纖式傳感也可分為對(duì)射式、漫反射式等多種類(lèi)型。光纖式傳感器可以實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)物體在較遠(yuǎn)區(qū)域的檢測(cè)。由于光纖損耗和光纖色散的存在,在長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)中,必須在線路適當(dāng)位置設(shè)立中級(jí)放大器,以對(duì)衰減和失真的光脈沖信號(hào)進(jìn)行處理及放大。
光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)
(1)靈敏度高
由于光是一種波長(zhǎng)極短的電磁波,通過(guò)光的相位便得到其光學(xué)長(zhǎng)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(jī)械外力的作用或溫度變化時(shí)其光學(xué)長(zhǎng)度要發(fā)生變化,從而引起較大的相位變化。假設(shè)用1 0米的光纖,l℃的變化引起1000ard的相位變化,若能夠檢測(cè)出的最小相位變化為0.01ard,那么所能測(cè)出的最小溫度變化為l 0℃,可見(jiàn)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(jī)電、石油化工、礦井等強(qiáng)電磁干擾和易燃易爆等惡劣環(huán)境中。
(3)測(cè)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(cè)量。對(duì)雷達(dá)等信號(hào)
的分析要求具有極高的檢測(cè)速率,應(yīng)用電子學(xué)的方法難以實(shí)現(xiàn),利用光的衍射現(xiàn)象的高速頻譜分析便可解決。
(4)信息容量大
被測(cè)信號(hào)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(hào)。
(5)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(yīng)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(cè)量對(duì)象廣泛、復(fù)用性好、成本低等特點(diǎn)。
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:
(1) SET鍵,此按鈕可用于敏感度設(shè)定。本傳感器的基本原理為:通過(guò)光纖探頭對(duì)不同介質(zhì)折射率的感應(yīng),從而獲得數(shù)字信號(hào),顯示在屏幕上,通過(guò)顯示數(shù)值的大小與設(shè)定靈敏值的比較發(fā)送開(kāi)關(guān)量。
( 2) 指示燈,此燈在傳感器有信號(hào)輸出時(shí)發(fā)生亮滅變化。
(3) “設(shè)定靈敏值”,在屏幕上顯示為綠色,表明當(dāng)前設(shè)定的靈敏值。當(dāng)探頭采集到的數(shù)值變化至此數(shù)值時(shí),傳感器產(chǎn)生信號(hào)。
(4) “當(dāng)前靈敏值”, 在屏幕上顯示為紅色,顯示傳感器當(dāng)前采集的數(shù)值。
(5) “選擇按鈕”,及左右箭頭,可以實(shí)現(xiàn)各種功能的選擇,相當(dāng)于翻頁(yè)鍵
(6) “模式選擇按鈕”,此按鈕可用于設(shè)定不同的工作模式。
2、 接線方法
3、靈敏度校準(zhǔn)
(1) 全自動(dòng)校準(zhǔn): 在工件進(jìn)入探頭的靈敏區(qū)域時(shí),按住“SET”鍵不放,保持3 秒,靈敏值將會(huì)被設(shè)定,顯示為綠色
(2) 兩點(diǎn)校準(zhǔn): 在工件未進(jìn)入靈敏區(qū)域時(shí),按住“SET”鍵保持三秒,有一個(gè)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(gè)敏感值被記憶,當(dāng)敏感值從一個(gè)值變化為另一值時(shí),傳感器產(chǎn)生電平變化。
(3)一般校準(zhǔn): 也可以通過(guò)按“選擇按鈕”,及左右鍵來(lái)增減敏感度的設(shè)定值。
(4) 位置校準(zhǔn): 在工件未進(jìn)入靈敏區(qū)域時(shí),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(gè)敏感值被記憶,當(dāng)工件每次到達(dá)此位置時(shí),傳感器產(chǎn)生電平變化。
4、常開(kāi)常閉設(shè)定
按下最右側(cè)的開(kāi)關(guān)選擇按鈕,可以選擇,內(nèi)部開(kāi)關(guān)為常閉還是常開(kāi)。
光纖傳感器的應(yīng)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(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、壓力、彎曲、應(yīng)變、速度、加速度、電流、磁場(chǎng)、電壓、濕度、溫度、聲場(chǎng)、流量、濃度、PH值和應(yīng)變等物理量的測(cè)量。光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣,幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)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(lái)一直存在的技術(shù)難題,具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:
城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中,用于測(cè)試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力,從而評(píng)估橋梁短期施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。
在電力系統(tǒng),需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù),如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等,由于電類(lèi)傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾,無(wú)法在這類(lèi)場(chǎng)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(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)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(diǎn),還具有對(duì)光纖沿線各點(diǎn)的溫度的分布傳感能力,利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線幾公里內(nèi)各點(diǎn)溫度,定位精度可達(dá)米的量級(jí),測(cè)量精度可達(dá)1度的水平,非常適用大范圍交點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。
此外,光纖傳感器還可以應(yīng)用于鐵路監(jiān)控、火箭推進(jìn)系統(tǒng)以及油井檢測(cè)等方面。
光纖同時(shí)具備寬帶、大容量、遠(yuǎn)距離傳輸和可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)、分布式、低能耗傳感的顯著優(yōu)點(diǎn)。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(yīng)用。