سنسور نوری
اصطلاح
سنسور نوری
می‌تواند به معنای دو چیز متفاوت باشد:
سنسورهایی برای ویژگیهای نور ، در واقع حسگر مانند قدرت یا شدت نوری وجود دارد .
دستگاه‌های دیگر در حال سنجش خواص غیر نوری مانند نیروها ، جابجایی‌ها و کج‌ها ، فشار ، دما ، مواد شیمیایی یا الکتریکی هستند و به نوعی از نور برای آن منظور استفاده می‌کنند.
سلام صنعت دارای نمایندگی محصولات IFM، نمایندگی محصولات Sick، نمایندگی محصولات اندرس‌هاوزرو نمایندگی محصولات زیمنسمیباشد.
سنسور نوری
با انواع خاصی از
سنسورهای نوریمی‌توان به ویژگیهای مختلفی از نور پرداخت:
در بیشتر موارد ، یک قدرت یا شدت نوری حس می‌شود. برای این منظور ، فرد اغلب از یک فتودودیود یا نوعی دیگر از فوتودکتور استفاده می‌کند . با این وجود ، گاهی اوقات از یک ردیاب حرارتی استفاده می‌شود ، جایی که اشعه نوری را به گرما تبدیل می‌کند و افزایش دمای حاصل را معمولاً با وسایل الکترونیکی اندازه می‌گیرد. سنسورهای قدرت یا شدت را می‌توان در ابزارهای اندازه گیری مانند کنتورهای نوری و مانیتورهای قدرت نوری ادغام کرد.
برنامه‌هایی وجود دارد که فرد باید موقعیت مکانی یک پرتوی نور را حس کند. برای چنین اهدافی ، انواع مختلفی از آشکارسازهای حساس به موقعیت وجود دارند که برخی از آنها دارای وضوح مکانی فوق العاده بالا هستند.
سایر سنسورهای نوری می‌توانند خواص اضافی پرتوهای نوری یا نور پراکنده را آزمایش کنند ، به عنوان مثال
در موردقطبی شدن یا طیف نوری.
سنسورهای استفاده از نور
در این بخش ، سنسورها توضیح داده شده اند که خصوصیات غیر نوری را بر اساس یک اصل اندازه گیری که شامل استفاده از نور است ، اندازه گیری می‌کنند. سنسورهای نوری می‌توانند دارای مزایای قابل توجهی نسبت به فن آوری‌های رقیب باشند ، به عنوان مثال
در موردعملکرد یا قابلیت استفاده در شرایط شدید. چنین سنسورهایی با فن آوری‌های دیگر حسگرها رقابت می‌کنند ، به عنوان مثال مبتنی بر وسایل صرفاً الکترونیکی. در مقایسه با آن ، سنسورهای نوری اغلب گرانتر هستند ، اما با این وجود ممکن است به دلیل مزایای خاص ترجیح داده شوند. به عنوان مثال ، برای تشخیص برنامه‌های کاربردی در محیط‌های خشن خاص که جنبه‌های پیچیده‌‌‌ای مانند میدان‌های الکتریکی شدید ، امواج رادیویی یا دمای شدید دارند ، داشتن یک عنصر حسگر نسبتاً قوی و غیر رسانا مانند فیبر نوری که احتمالاً حاوی فیبر می‌باشد ، سودمند است. گریلینگ براگ. چنین سنسورهایی می‌توانند بدون ایجاد مشکلات عایق یا خطرات ناشی از انفجار ، کار کنند و نیاز به نیروی الکتریکی در یک مکان ناخوشایند یا تحت تأثیر بیش از حد برخی از اختلالات خاص در محیط اطراف دارند. جنبه دیگر عملکرد بعضاً برتر است ، به عنوان مثال وضوح بسیار بالا که میزان فشار مکانیکی با آن اندازه گیری می‌شود ، خصوصاً
در موردسنسورهای تداخل سنج.
در بعضی موارد ، فرد از یک ابزار سنجش نوری که یک یا چند سنسور نوری خارجی به آن متصل هستند ، استفاده می‌کند. به عنوان مثال ، ممکن است یک فیبر نوری Bragg چندین یا حتی بسیاری از فیبرهای نوری طولانی وجود داشته باشد یا از نوعی سنجش توزیع شده در طول کل فیبر استفاده کند. یک اصل اندازه گیری احتمالی استنباط مکان از زمان ورود سیگنال‌های پالس ، استفاده از سرعت محدود نور است . چنین سیستم حسگر توزیع شده همچنین می‌تواند بسیار اقتصادی تر از یک سیستم مبتنی بر زنجیره طولانی از عناصر حسگر الکترونیکی باشد ، که به بسیاری از کابل‌های برقی یا یک سیستم الکترونیکی پیشرفته اتوبوس نیاز دارد.
در ادامه ، ما
در موردانواع متداول سنسورهای نوری (گروه بندی شده با مقادیر اندازه گیری شده) بدون اینکه تلاش کنیم چیزی نزدیک به یک مرور کلی از فناوری‌های سنسور ایجاد کنیم ، بحث می‌کنیم ، زیرا این یک میدان بزرگ است. | سنسور نوری
سنسورهای حضور
سنسورها بر اساس اصل یک مانع سبک اغلب برای تشخیص حضور افراد یا برخی اشیاء دیگر استفاده می‌شوند. در اینجا ، یک پرتوی نوری ، به عنوان مثال پرتوی لیزر از یک دیود لیزر مادون قرمز ، از طریق منطقه خاصی ارسال می‌شود و پرتوی ورود را تشخیص می‌دهد ، که ممکن است توسط شخص وارد منطقه مسدود شود. به طور مشابه ، سنسورهای نوری ممکن است از نور پراکنده یا تابش حرارتی ساطع شده استفاده کنند .
سنسورهای نوری برای مقادیر مکانیکی
سنسورهای فیبر نوری برای فشار ، جابجایی ، کج شدن ، چرخش ، نیروها و شتاب کاملاً متداول بوده و می‌توانند از لحاظ عملکرد شگفت انگیزی داشته باشند. طیف گسترده‌‌‌ای از سنسورهای نوری می‌تواند برای اندازه گیری و نظارت بر مقادیر مکانیکی مانند نیروها ، جابجایی‌ها و کج‌ها (= تغییر موقعیت چرخش) و کرنش استفاده شود. آنها می‌توانند بر اساس اصول اندازه گیری بسیار متفاوت ساخته شوند. به عنوان مثال ، تغییر موقعیت می‌تواند با انواع مختلف تداخل سنج‌ها بسیار دقیق کنترل شود ، که ممکن است یا با نوری فله یا با فیبر نوری محقق شود.
همان اصول را می‌توان برای اندازه گیری نیروهای مکانیکی به کار برد ، زیرا با استفاده از تغییر شکل الاستیک برخی از قسمت‌های مکانیکی ، به راحتی می‌توان آنها را به جابجایی تبدیل کرد. به طور مشابه ، شتابها می‌توانند به عنوان مثال با حرکت نسبی یک توده آزمایش یا از طریق نیروهای اینرسی اندازه گیری شوند. همچنین روشهای مختلفی برای سنجش لرزشها وجود دارد که بخشی از آن با وضوح زمانی بالا و حساسیت زیاد است. برای سنجش چرخش ، ژیروسکوپ نوری وجود دارد ، به عنوان مثال بر اساس لیزرهای حلقه ، که می‌تواند بسیار حساس باشد.
بسیاری از این دستگاه‌ها به صورت حسگرهای فیبر نوری تحقق می‌یابند – غالباً اما همیشه از فیبرهای براق استفاده نمی‌کنند . غالباً چنین سنسورهایی نیز نسبت به تغییرات دما حساس هستند ، اما روشهای مختلفی برای جدا کردن چنین تأثیراتی وجود دارد. در حقیقت ، سنسورهای بسیاری وجود دارند که به طور همزمان می‌توانند فشار و دما را اندازه گیری کنند. تکنیکی که اغلب استفاده می‌شود ، استفاده از دو توری یکسان فیبر Bragg است ، که در آن هر دو توری در معرض دمای یکسان قرار دارند ، اما تنها یکی از آنها در یک فشار خاص قرار دارد. برای جزئیات بیشتر به مقاله سنسورهای فیبر نوری مراجعه کنید.
سنسورهای دمای نوری
احتمالاً متداول ترین فن آوری برای سنسورهای دماسنج نوری مبتنی بر توری‌های فیبر براگ است . در اینجا ، اوج بازتاب باریک چنین توری دارای طول موج حداکثر است که به میزان قابل توجهی به دما بستگی دارد. مشکلی نیست که در صورت جلوگیری از چنین تأثیرات مکانیکی با بسته بندی مناسب ، می‌توان تحت تأثیر کرنش نیز قرار گرفت. برای جزئیات بیشتر به مقاله سنسورهای فیبر نوری مراجعه کنید.
حسگرهای دود و آتش
آتش را می‌توان به روشهای مختلف تشخیص داد:
می‌توان افزایش در نتیجه دما را با نوعی سنسور دما حس کرد ، به بالا مراجعه کنید.
می‌توان اشعه حرارتی تولید شده ( تابش گرما ، نور مادون قرمز ) را با نوعی آشکارساز مادون قرمز اندازه گیری کرد .
می‌توان دود تولید شده را تشخیص داد. به عنوان مثال ، در خانواده‌ها استفاده از دستگاه‌های دزدگیر نوری ، که پراکندگی نور تولید شده توسط یک دیود ساطع کننده نور (LED) را تشخیص می‌دهند ، بسیار رایج است. این نور ممکن است به سمت یک نوری سازنده نزدیک پراکنده باشد ، که به گونه‌‌‌ای سوار شده باشد که بدون دود نوری نتواند به آن برسد. معمولاً منبع نور به طور مداوم کار نمی‌کند ، اما به عنوان مثال فقط یک بار در هر ۳۰ ثانیه یکبار ، و در صورت شناسایی دود سیگنال صدای بلند زنگ تولید می‌شود ، به طوری که افراد دچار اضطراب می‌شوند و امیدوارند بتوانند به موقع فرار کنند و / یا اقدامات متقابل انجام دهند. به دلیل کمبود مصرف برق در حالت مانیتورینگ عادی ، یک باتری جمع و جور ممکن است سالها دوام داشته باشد.
حسگرهای شیمیایی
سنسورهای شیمیایی ممکن است نسبت به غلظت یک ماده خاص یا برخی پارامترهای شیمیایی مانند مقدار pH واکنش نشان دهند و میزان اسیدیته را نشان دهند. انواع مختلفی از سنسورهای نوری ایجاد شده اند که می‌توانند برای چنین اهدافی استفاده شوند. آنها می‌توانند براساس اصول عملکردی بسیار متفاوت باشند:
مقدار علاقه ممکن است باعث تغییر در ضریب شکست یا جذب نوری یک ماده شود که با نور قابل کنترل است. در اینجا ، ممکن است فرد نیاز به اندازه گیری‌های وابسته به طول موج داشته باشد. برای مثال در حسگرهای رنگ سنجی انجام می‌شود.
در موارد دیگر ، برخی مواد شیمیایی تابش کننده نور فلورسنت (غالباً به صورت کنترل شده با برخی از نورهای پروب حادثه هیجان زده) هستند که ممکن است با حساسیت قابل تشخیص باشند – احتمالاً حتی با وضوح مکانی قابل توجهی.
غالباً ، نوعی از نور کاوشگر با یک نمونه شیمیایی ، به عنوان مثال با یک پرتوی فضای آزاد که از یک سلول اندازه گیری عبور می‌کند ، یا با یک تماس بسیار بومی‌محلی از نور تبخیری از نوعی موجبر با محیط اطراف ، در تعامل است .
برخی مواد ممکن است توسط مواد شیمیایی خاصی جذب شوند و با اندازه گیری تأثیر نوری آن ماده ممکن است غلظت سایر مواد شیمیایی را استنباط کند.
سنجش شیمیایی همچنین ممکن است در مسافت‌های بزرگ ، به عنوان مثال تا موقعیت‌های زیاد در جو زمین با تکنیک‌های LIDAR انجام شود.
سنسورها برای مقادیر الکتریکی و مغناطیسی
روشهای مختلفی وجود دارد که می‌توان مقادیر الکتریکی را با وسایل نوری کنترل کرد. به عنوان مثال ، ضریب شکست مواد کریستالی خاص به طور خطی به قدرت میدان الکتریکی کاربردی بستگی دارد. این اثر الکترو نوری را می‌توان برای نمونه برداری الکترو نوری ، به عنوان مثال در تحقیقات تراشه‌های الکترونیکی خاص استفاده کرد.
به طور مشابه ، می‌توان از اثر فارادی برای سنسورهای نوری که به میدان‌های مغناطیسی مراجعه می‌کنند ، سوء استفاده کرد. از آنجا که رشته‌های مغناطیسی اغلب توسط جریان‌های الکتریکی تولید می‌شوند ، می‌توان از آن برای ساخت سنسورهای جریان نیز استفاده کرد ، که می‌تواند مثلاً برای اندازه گیری جریان در محیط‌های ولتاژ پر فشار مانند سیستم انتقال قدرت ولتاژ فوق العاده از جمله کابل‌های زیر سطح سودمند باشد.
راهنمای RP فوتونیک خریدار شامل ۴۵ تامین کننده برای سنسورهای نوری. در میان آنها:
اجزای نوری Technica
سنسورهای بسته بندی شده بر پایه فیبر Bragg ما در طیف گسترده‌‌‌ای از مشخصات نوری و تنظیمات مکانیکی موجود است. برای سنسورهای نصب شده سفارشی ، شرکت ما با هر مشتری به منظور بهینه سازی بسته بندی سنسورهای مورد نظر برای تولید توسط ما ، از نزدیک همکاری می‌کند. Technica قبل از انتشار محصولات ، فرایند توسعه سختی را انجام می‌دهد. ما متعهد به پیشرفت‌های مداوم پس از آزادی هستیم تا عملکرد خود را به بالاترین استانداردها بیمه کنیم.
HBM FiberSensing
خط حسگر نوری تازه توسعه یافته newLight دامنه اندازه گیری فشار بزرگ را با افزایش ثبات بلند مدت امکان پذیر می‌کند. به دلیل نصب سریع و آسان و مقاومت در برابر شرایط محیطی از جمله رطوبت ، زنگ زدگی و نمک حتی در مسافت‌های بسیار طولانی گزینه ایده آل برای نظارت بر سلامت ساختمان است.
سازگاری با کابل‌های مخابراتی استاندارد ، این خط را بسیار مقرون به صرفه می‌کند – خصوصاً برای برنامه‌های کانال متوسط تا زیاد. دامنه newLight مبتنی بر فناوری فیبر Bragg Grating است و سنسورهای نوری را برای اندازه گیری فشار ، دما ، شتاب سنج و شیب ارائه می‌دهد.
علاوه بر حسگرهای نوری فیبر نوری که فشار ، دما ، شتاب ، شیب یا جابجایی را اندازه گیری می‌کند ، HBM همچنین از بازجویان نوری ، نرم افزارها و همچنین خدمات و پشتیبانی برای هر برنامه ارائه می‌دهد.
منبع :