Волоконно-оптические датчики
Информация - Радиоэлектроника
Другие материалы по предмету Радиоэлектроника
упроводниковИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовое-10...+300 С (точность 1 С)Проходящего типаТемператураИзменение постоянной люминесценцииИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовое0...70 С (точность 0,04 С)Проходящего типаТемператураПрерывание оптического путиИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовоеРежим "вкл/выкл"Проходящего типаГидроакустическое давлениеПолное отражениеИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовоеЧувствительность ... 10 мПаПроходящего типаУскорениеФотоупругостьИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовоеЧувствительность около 1 мgПроходящего типаКонцентрация газаПоглощениеИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовоеДистанционное наблюдение на расстоянии до 20 кмОтражательного типаЗвуковое давление в атмосфереМногокомпонентная интерференцияИнтенсивность отраженного светаМногомодовоеЧувствительность, характерная для конденсаторного микрофонаОтражательного типаКонцентрация кислорода в кровиИзменение спектральной характеристикиИнтенсивность отраженного светаПучковоеДоступ через катетерОтражательного типаИнтенсивность СВЧ-излученияИзменение коэффициента отражения жидкого кристаллаИнтенсивность отраженного светаПучковоеНеразрушающий контрольАнтенного типаПараметры высоковольтных импульсовИзлучение световодаИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовоеДлительность фронта до 10 нсАнтенного типаТемператураИнфракрасное излучениеИнтенсивность пропускаемого светаИнфракрасное250...1200 С (точность 1%)Датчики с оптическим волокном в качестве чувствительного элементаКольцевой интерферометрСкорость вращенияЭффект СаньякаФаза световой волныОдномодовое>0,02 /чКольцевой интерферометрСила электрического токаЭффект ФарадеяФаза световой волныОдномодовоеВолокно с сохранением поляризацииИнтерферометр Маха-ЦендераГидроакустическое давлениеФотоупругостьФаза световой волныОдномодовое1...100 радатм/мИнтерферометр Маха-ЦендераСила электрического тока, напряженность магнитного поляМагнитострикцияФаза световой волныОдномодовоеЧувствительность 10-9 А/мИнтерферометр Маха-ЦендераСила электрического токаЭффект ДжоуляФаза световой волныОдномодовоеЧувствительность 10 мкАИнтерферометр Маха-ЦендераУскорениеМеханическое сжатие и растяжениеФаза световой волныОдномодовое1000 рад/gИнтерферометр Фабри-ПероГидроакустическое давлениеФотоупругостьФаза световой волны (полиинтерференция)ОдномодовоеИнтерферометр Фабри-ПероТемператураТепловое сжатие и расширениеФаза световой волны (полиинтерференция)ОдномодовоеВысокая чувствительностьИнтерферометр Фабри-ПероСпектр излученияВолновая фильтрацияИнтенсивность пропускаемого светаОдномодовоеВысокая разрешающая способностьИнтерферометр МайкельсонаПульс, скорость потока кровиЭффект ДоплераЧастота биенийОдномодовое, многомодовое10-4...108 м/сИнтерферометр на основе мод с ортогональной поляризациейГидроакустическое давлениеФотоупругостьФаза световой волныС сохранением поляризацииБез опорного оптического волокнаИнтерферометр на основе мод с ортогональной поляризациейНапряженность магнитного поляМагнитострикцияФаза световой волныС сохранением поляризацииБез опорного оптического волокнаНеинтерферометрическаяГидроакустическое давлениеПотери на микроизгибах волокнаИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовоеЧувствительность 100 мПаНеинтерферометрическаяСила электрического тока, напряженность магнитного поляЭффект ФарадеяУгол поляризацииОдномодовоеНеобходимо учитывать ортогональные модыНеинтерферометрическаяСкорость потокаКолебания волокнаСоотношение интенсивности между двумя модамиОдномодовое, многомодовое>0,3 м/сНеинтерферометрическаяДоза радиоактивного излученияФормирование центра окрашиванияИнтенсивность пропускаемого светаМногомодовое0,01...1,00 МрадПоследовательного и параллельного типаРаспределение температуры и деформацииОбратное рассеяние РелеяИнтенсивность обратного рассеяния РелеяМногомодовоеРазрешающая способность 1 м
Рис. 5. Волоконно-оптический датчик проходящего типа.Рис. 7. Волоконно-оптический датчик антенного типа.
Рис. 6. Волоконно-оптический датчик отражательного типа.
Краткая история исследований и разработок
В истории волоконно-оптических датчиков трудно зафиксировать какой-либо начальный момент, в отличие от истории волоконно-оптических линий связи. Первые публикации о проектах и экспериментах с измерительной техникой, в которой использовалось бы оптическое волокно, начали появляться с 1973 г., а во второй половине 1970-х годов их число значительно увеличилось. В 1978 году Нэмото Тосио предложил общую классификацию волоконно-оптических датчиков (рис. 4.), которая мало отличается от современной. С наступлением 1980-х годов история развития волоконно-оптических датчиков обрастает значительными подробностями.
Заключение
Рис.4. Классификация основных структур волоконно-оптических датчиков:
а) с изменением характеристик волокна (в том числе специальных волокон)
б) с изменением параметров передаваемого света
в) с чувствительным элементом на торце волокнаОсновными элементами волоконно-оптического датчика, как можно заметить из табл. 1, являются оптическое волокно, светоизлучающие (источник света) и светоприемные устройства, оптический чувствительный элемент. Кроме того, специальные линии необходимы для связи между этими элементами или для формирования измерительной системы с датчиком. Далее, для практического внедрен