אופטיפאיבר (10סתוחם (100)סייסטם (100)
מערכת חישת הסיבים האופטיים החלה בשנת 1977 והתפתחה במהירות עם פיתוח טכנולוגיית תקשורת סיבים אופטיים. מערכת חישת הסיבים האופטיים היא אינדיקטור חשוב כדי למדוד את מידת המידע במדינה. מתוך האנגג'ואו אינטרנט של דברים ומערכת חישה יישום פורום, מערכת חישת סיבים אופטיים היה בשימוש נרחב בצבא, הגנה, תעופה וחלל, מפעלי תעשייה וכרייה, אנרגיה והגנה על הסביבה, שליטה תעשייתית, רפואי ובריאות, מדידה ובדיקה, בנייה, מכשירי חשמל ביתיים ותחומים אחרים. שוק עצום. ישנן מאות מערכות חישה סיבים אופטיים בעולם, כגון טמפרטורה, לחץ, זרימה, עקירה, רטט, סיבוב, כיפוף, רמת נוזל, מהירות, האצה, שדה קול, זרם, מתח, שדה מגנטי וקרינה. חש.
רוחב פס של תדר עבודה של סיבים אופטיים, טווח דינמי גדול, מתאים לשליטה מרחוק טלמטריה, הוא קו שידור מעולה עם אובדן נמוך; בתנאים מסוימים, הסיבים האופטיים קלים במיוחד לקבל את המדידה או טעינת השדה, הוא רכיב רגיש מצוין; הסיבים האופטיים עצמם אינם טעונים, גודל קטן, משקל קל, קל לעיקול, הפרעות אנטי-אלקטרומגנטיות, עמידות טובה לקרינה, המתאימה במיוחד לשימוש בסביבות קשות כגון דליק, נפיץ, הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות. לכן, טכנולוגיית חישת הסיבים האופטיים זכתה לתשומת לב רבה מאז הקמתה, ונחקרה והוחלה כמעט בכל תחומים, והפכה לקדמת טכנולוגיית חישה וקידום הפיתוח הנמרץ של טכנולוגיית חישה.
חישת סיבים אופטיים, כולל תפיסה והעברת אותות חיצוניים (נמדדים). התפיסה (או הרגישות) מתייחסת לפרמטרים האופייניים הפיזיים של גל האור המשודר על-ידי האות החיצוני על פי החוק המשתנה, כגון העוצמה (כוח), אורך הגל, התדירות, מצב השלב והקיטוב, ושינוי הפרמטר האופטי הנמדד הוא "תפיסה" של שינויים באותות חיצוניים. "תפיסה" זו היא למעשה אות חיצוני המאטמת את גלי האור המפצים בסיבים בזמן אמת. משמעות השידור היא כי הסיב האופטי משדר את הגל האופטי המוספנן על ידי האות החיצוני אל הפוטו-דטרטור לזיהוי, מחלץ את האות החיצוני מהגל האופטי ומבצע עיבוד נתונים לפי הצורך, כלומר, הדגמה. לכן, טכנולוגיית חישת הסיבים האופטיים כוללת הן טכניקות אפנון והן טכניקות הדגמה, כלומר, כיצד האות החיצוני (נמדד) מווסת את פרמטרי הגל האופטי בסיבים האופטיים (או טכניקת הטעינה) וכיצד לחלץ את האות החיצוני מגל האור המאופנן (טכניקת הדמודה (או טכניקת זיהוי) הנמדדת).
החלק של האות החיצוני הנווסת את הפרמטרים האופטיים בסיבים חשים נקרא אזור אפנון. על פי הקשר בין אזור אפנון וסיבים אופטיים, ניתן לחלק את אפנון לשתי קטגוריות. סוג אחד הוא אפנון פונקציונלי, ואת אזור אפנון ממוקם בסיבים אופטיים. האות החיצוני לווסת את הגל האופטי על-ידי שינוי ישיר של פרמטרים אופייניים לשידור מסוים של הסיב האופטי. חיישן סיבים אופטיים כזה נקרא סוג פונקציונלי (סיבים פונקציונליים, סוג FF בקיצור) או חיישן סיבים אופטיים מסוג פנימי, וגם הופך חיישן סוג אפנון פנימי, ואת הסיב האופטי יש את הפונקציות של "שידור" ו "חישה". הסיבים המקבלים בשילוב למקור האור וסיבים המקבלים יחד עם הפוטודקטור הם סיבים רציפים הנקראים סיב חישה, כך חיישן הסיבים הפונקציונלי נקרא גם חיישן סיבים או חישה. הסוג השני הוא אפנון שאינו פונקציונלי. אזור אפנון הוא מחוץ לסיבים אופטיים. האות החיצוני מאופנן על ידי התקן אפנון חיצוני לגל האופטי הנכנס לסיבים האופטיים. סוג זה של חיישן סיבים אופטיים נקרא סיבים לא פונקציונליים (NFF) או extrinsic. סוג חיישן הסיבים האופטיים, הסיבים המשדרים וסיבים המקבלים משמשים רק להעברת גלי אור, הנקראים סיבים המועברים באמצעות אור, ואין להם המשכיות. לכן, חיישן הסיבים האופטיים הלא פונקציונלי נקרא גם חיישן סיבים המשדר אור או חיישן סיבים מאופנן חיצוני.
על פי שינוי הפרמטרים האופייניים הפיזיים של גל האור מאופנן על ידי האות החיצוני, אפנון של גל האור יכול להיות מחולק לחמישה סוגים: אפנון עוצמת אור, אפנון תדר אופטי, אפנון אורך גל אופטי, אפנון שלב אופטי, אפנון קיטוב.
מכיוון שכל מדה פוטו קיים יכול להגיב רק לעוצמת האור, ולא יכול להגיב ישירות לתדירות, אורך הגל, שלב ואות אפנון קיטוב של האור, יש להמיר אותו לאות עוצמתי על ידי טכניקת המרה מסוימת. קבל והטמע זיהוי.
סיווג יישומים של טכנולוגיית חישת סיבים אופטיים
אפנון עוצמת אור
הדגשת אור היא שיטת אפנון פשוטה יחסית ובהתפשטות נרחבת בטכנולוגיית חישת סיבים אופטיים. העיקרון הבסיסי הוא להשתמש בהפרעה של האות החיצוני (נמדד) כדי לשנות את עוצמת האור (כלומר אפנון) של האור (אור ספקטרום רחב או אור אורך גל ספציפי) בסיבים, ולאחר מכן למדוד את עוצמת אור הפלט (demodulation) כדי להשיג את האות החיצוני. מדידה.
אפנון שלב
אפנון שלב אופטי מתייחס לשינוי השלב של גל האור המתן בסיבים האופטיים על פי חוק מסוים של האות החיצוני (נמדד), וכמות השינוי של השלב האופטי משקפת את הכמות החיצונית הנמדדת.
ישנם בדרך כלל שלושה סוגים של אפנון שלב אופטי המשמש בטכנולוגיית חישת סיבים אופטיים. סוג אחד הוא אפנון פונקציונלי, והאות החיצוני משנה את הגודל הגיאומטרי ואת האינדקס שבירה של סיבי חישה באמצעות אפקט מאמץ הכוח, אפקט מאמץ תרמי, אפקט אור אלסטי ואת ההשפעה התרמו-אופטית של הסיב האופטי, ובכך גורם לשינוי שלב אופטי בסיבים אופטיים. כדי להשיג אפנון של השלב האופטי. הסוג השני הוא אפנון אפקט Sagnac. האות החיצוני (סיבוב) אינו משנה את הפרמטרים של הסיב עצמו. במקום זאת, הסיב המעגלי בשדה האינרציאלי מסובב כדי ליצור את ההבדל המתאים בין שתי הקורות המתפרשות לכיוונים מנוגדים. אפנון של השלב האופטי. הסוג השלישי הוא אפנון לא פונקציונלי, כל כך, אפנון של השלב האופטי בסיבים האופטיים על ידי שינוי הפרש נתיב הגל האופטי לתוך הסיב האופטי מחוץ לסיבים חשה.
אפנון קיטוב
אפנון קיטוב פירושו שהאות החיצוני (נמדד) גורם להטיה סדירה (סיבוב אופטי) או להפרה של מישור הקיטוב של גל האור בסיבים בדרך מסוימת, ובכך גורם לשינוי במאפיין הקיטוב של האור, על ידי זיהוי שינוי במצב הקיטוב של האור. ניתן למדוד שהעולם החיצון נמדד.
אפנון אורך גל
האות החיצוני (נמדד) משנה את אורך הגל של האור המשודר בסיבים האופטיים באמצעות בחירת תדר, סינון וכו', ותוחלף אורך הגל הנמדד ניתן לזהות ולתמדד. סוג זה של אפנון נקרא אופטיאפנון אורך גל.
השיטות הנוכחיות לאפנן אורך גל אופטי הן בעיקר בחירת תדר אופטי וסינון. שיטות אפנון אורך גל אופטי קונבנציונליות כוללות בעיקר טכניקות אפנון חיצוניות כגון סינון אינטרפרומטרי F-P, סינון ביבררינגנטי קיטוב מהומות, ובחירה ספקטרלית עקירה שונים. ב-20 השנים האחרונות, במיוחד טכנולוגיית סינון הסיבים שפותחה במהירות בשנים האחרונות, פתחה סיכויים חדשים לטכנולוגיה פונקציונלית של אפנון אורך גל אופטי.
סוג אפנון תדירות
אפנון תדר אופטי פירושו שהאות החיצוני (נמדד) מווסת את תדירות הגל האופטי המשודר בסיבים האופטיים, והיסט התדר משקף את המדודה. כיום, שיטות אפנון יותר משמשים בשיטת דופלר, כל כך, האות החיצוני לווסת את התדירות של הגל האופטי בסיבים המקבלים באמצעות אפקט דופלר, שהוא אפנון לא פונקציונלי.
מאפייני חיישן:
רגישות גבוהה וחסינות להפרעות אלקטרומגנטיות. מכיוון שמערכת זיהוי חיישני הסיבים קשה להפרעות על-ידי השדה החיצוני, והאות האופטי אינו מתקשר עם הגל האלקטרומגנטי במהלך השידור, ואינו מושפע מרעש חשמלי אף אחד. בשל תכונה זו, חיישן הסיבים מתקבל בזיהוי מערכת החשמל. בשימוש נרחב.
לסיבים יש גמישות וקשיחות טובות, כך שניתן להפוך את החיישן לצורות שונות בהתאם לצרכי הבדיקה באתר.
רוחב הפס הנמדד של התדרים וטווח התגובה הדינמי הם גדולים.
יש לו ניתנות חזקה והוא יכול להפוך לחיישנים בכמויות פיזיות שונות, כולל שדה קול, שדה מגנטי, לחץ, טמפרטורה, האצה, עקירה, רמת נוזל, זרימה, זרם, קרינה וכן הלאה.
הוא מאוד מוטבע וקל להתחבר למחשבים ומערכות סיבים אופטיים, מה שהופך את זה קל ליישם טלמטריה ושליטה במערכת.
תסיבוכים (ת/פ:
טכנולוגיית חישת סיבים אופטיים בבדיקה הנדסית מבנית
טכנולוגיית חישת סיבים אופטיים בזיהוי גשרים
טכנולוגיית חישת סיבים אופטיים במכניקה גיאוטכנית והנדסה
יישום צבאי של טכנולוגיית חישת סיבים אופטיים