原创 虹科小课堂||在各种恶劣环境下,虹科光纤传感器毫不畏惧、C位出道!

2022-9-29 10:17 226 0 分类: 测试测量 文集: 光纤传感器

什么是光纤


光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。光纤是由两层折射率不同的玻璃组成。内层为光内芯,直径在几微米至几十微米,外层的直径0.1~0.2mm。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%。根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时,光线透不过界面,全部反射。


光纤结构


1. 纤芯(核心)

  • 携带光信号

  • 硅石和掺杂剂,塑料光纤(POF)使用聚合物

  • 单模光纤为9μm,多模光纤为50或62.5μm,POF为1mm


2. 包层

  • 保持核心部分的光照

  • 纯硅或聚合物


3. 涂覆层

  • 保护裸露的光纤

  • 丙烯酸酯(聚合物)或聚酰亚胺(用于高温)


光纤模式


从技术层面上讲,模式是光纤的稳定传播状态。深入研究传输模式理论,你会发现这是一种由光的波动性质引起的效应。简单地说,可以认为,一个模式是一条光线,或光纤中的路径按传输模式分为多模光纤和单模光纤,多模光纤按照折射率分布又可分为阶跃型和渐变型,阶跃型光纤一般较渐变型光纤的带宽低。


(1)阶跃型折射率多模光纤

  • 短距离链路,<100m 

  • 10-100 Mb/s

  • POF(1mm)或HCS(200/230)

光纤的纤芯折射率高于包层折射率,使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的,包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的,只有一个台阶。


(2)渐变型折射率多模光纤

  • 中短距离链路,10m-2000m

  • 100 Mbs-10Gb/s

  • 50/125(OM2)或

  • 62.5/125(OM1/OM3)

又名梯度型折射率多模光纤,光纤折射率中心最高,沿径向递减,光束在光纤中传播,可以自动聚焦而不发生色散。多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是连续变化的,它随纤芯半径r的增加按一定的规律减小。由于纤芯的折射率不均匀,光射线的轨迹不再是直线而是曲线。


(3)单模光纤

  • 长距离链路,1000m-100km

  • 2.5/10/40/100 Gb/s

  • 9/125

中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm),只存在一种传输模式。单模光纤的传输损耗、传输色散都比较小。传输损耗小可以使得信号在光纤中传输的距离更远一些,可支持超过5000m的传输距离。并且传输色散小有利于高速大容量的数据的传输,因此大容量的通信系统多数使用单模光纤。


光纤的优势



光纤传感器测量原理

将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化,称为被调制的信号光,再利用被测量对光的传输特性施加的影响,完成测量。

光纤传感器的优点

与传统的各类传感器相比,光纤传感器用光作为敏感信息的载体,用光纤作为传递敏感信息的媒质,具有光纤及光学测量的特点,有一系列独特的优点:

  1. 传感器端无需供电,是无源器件

  2. 电绝缘性能好,抗高电磁干扰能力强;

  3. 高灵敏度,容易实现对被测信号的远距离监控;

  4. 耐腐蚀防爆,本质安全,各种恶劣或易燃易爆危险环境下可用;

  5. 光路有可挠曲性,便于与计算机联接;

  6. 传输损耗小,传输容量大

  7. 可实现远距离遥控监测和多点分布式测量,且测量速度快

Micronor光纤传感器

Micronor Sensors 是传感领域的专家,在光纤和机电传感器技术方面拥有广泛的专业背景。创新和深厚的光纤技术领域的知识使 Micronor 能够应对温度、应变、位置测量解决方案中的挑战,这些解决方案即使在恶劣的环境中也能可靠地工作。他们的光纤传感器多应用于铁路(振动监控、定位)、矿业、医疗行业、风电行业、石油石化行业等。


产品介绍

  1. 多轴光纤加速度计

    用于测量高压环境或潜在爆炸性环境中的振动和运动。典型应用包括受电弓监测、风力涡轮机叶片、MRI、变压器、发电机、采矿以及石油和天然气。

  2. 多点温度测量

    温度测定基于"拉曼效应",从而确定沿玻璃纤维的温度分布。通过使用极短的光脉冲,可实现约100mm的空间分辨率,测量光纤的最大长度为250m

  3. 光纤位置传感器

    包含光纤增量编码器(常用于检测电机轴或线性驱动器的运动和速度);光纤绝对旋转编码器(用于确定轴位置);线性传感器(以高分辨率记录几米的纯被动线性运动)。

  4. 光纤信号设备

    包括光纤微动开关、紧急停止开关。在大电流附近进行安全信号检测,旨在满足 MRI、医疗和工业应用的挑战性要求。


关于我们

虹科传感器技术

我们致力于更加精确简单的测量方案,与全球领先的高精度、高可靠性的传感器厂家进行技术合作,为客户提供全球先进的测量方案,包括激光测距、粘密度测量、光纤传感器、机电传感器等。通过提供各种不同的技术进行关键测量,消除了在恶劣严苛环境中对传感的限制,使客户能够得到最理想的结果。

联系我们

作者: 虹科传感器技术, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3988264.html

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