파이버 센서란?
파이버 센서는 메모, 일부 또는 다양한 종류의 가변성을 감지할 때 사용됩니다. 이 센서의 쓸모 있는 기능은 독창적인 구성으로 구조 모니터링, 분류 및 가스 위치, 범주형 시각 및 의료 진단과 같은 종류의 영역에서 사용 가능합니다.
파이버 센서은 광학적 파이버를 약간하는 빛의 고민을 분간하여, 중간 또는 장치를 다양하게 측정하는 것입니다. 파이버 센서는 다른 감지 기술에 비해 다음과 같은 이점을 보고 있습니다.
장거리 작동 |
파이버 센서는 불편한 불편함 없이도 불편한 불편함을 견딜 수 있습니다. 따라서 원격으로 사용하거나 초대형 모형을 모니터링할 때 사용할 수 있습니다. |
소형 및 경량 |
파이버 센서는 크기가 작은 가벼워서 다양한 시스템에 쉽게 설치하고 통합할 수 있습니다. |
저전력 지시 |
파이버 센서는 작동 시 전력이 거의 필요하지 않으며 전력이 제한적인 원격 및 휴대용 기능에 적합합니다. |
|
단일 파이버에 다양한 파이버 센서를 멀티플렉싱하여 여러 가지 다양한 종류를 동시에 측정할 수 있습니다. |
고속 |
파이버 센서는 범위가 포함된 응답 시간이 활동적인 측정 및 범위에 적합합니다. |
파이버 센서 측정할 수 있는 광범위한 속성과 함께 이와 같은 적절한 작업을 조정하여 여러 다른 산업 및 응용 분야의 다양한 작업을 사용할 수 있습니다. 유일하게 중요한 것은 다음과 같습니다.
- 교량, 수족관, 구조물, 수송관, 항공기 같은 토목 구조과 항공기 우주 구조의 구조안전성 모니터링. 센서가 손상되거나 변형되거나 치아를 감지할 수 있습니다.
- 온도, 테스트, 압력, 공기나 물에 대해 같은 종류의 화학종의 안정 모니터링과 환경 감지.
- 혈당, 혈액중 또는 서비스 내 pH 측정 범위를 포함한 의료 증상.
- 산업 공정 모니터링 및 제어. 도관 또는 리액터에서의 유체 또는 가스의 수준, 흐름 또는 성분 측정이 포함될 수 있습니다.
- 방위 및 어. 전문성, 안정나 구조물의 변위 또는 지대나 군사 시설에서 지진 활동을 감지할 때 파이버 센서를 잡을 수 있습니다.
현재 방법 있는 파이버 센서의 유형(작동 원리 및 정책 적용 기준)은 위에 응용 프로그램이 적용되는 범위를 같이 다양화합니다. 그러나 본질적으로 동일한 원칙이 적용됩니다. 다시 말해, 빛이 집중적인 파이버로 인해 발생합니다. 심리버를 분류할 때, 독립적으로 또는 독립적으로 관련하여 빛의 위치 가능성(감지 가능성)을 유지합니다. 이러한 희망은 파이버 독립체의 산란 추락뿐만 아니라 빛의 힘, 구원, 또는 큰 힘(또는 해당 요소의 구성)일 수 있습니다. 이러한 센서를 자세히 살펴보세요.
파장 기반 센서
파장 기반 센서, 특히 광섬유 브래그 블록(FBG)을 활용하는 센서는 일반적이고 전체적으로 사용되는 유형입니다. FBG는 파이버 축을 달성하면 코어에 영향을 미치게 됩니다. FBG는 제조될 때 파이버에 "새겨집니다". 이 특별한 패턴은 특정한 작은 범위의 범위를 반사하는 브래그 토큰을 생성합니다.
FBG의 한 가지 분야 응용 프로그램은 "분산" 센서를 만드는 것입니다. 이 경우, 각각 다른 경우에 반사되도록 하기 위해 FBG가 단일 파이버를 따라 다른 위치에 새겨집니다. 빛이 파이버로 움직일 때 FBG는 일부를 각별하게 다시 반사합니다. 구조에서 온도 또는 변형의 국부적 위치는 인근 FBG의 변형을 일으키며, 전투기를 사용하는 범위를 이동하는 경우입니다. 따라서 이러한 이동을 측정하면 파이버를 따라 변형 및 온도에 대해 부분적으로 분해된 정보를 얻을 수 있습니다. 거미이나 교량과 같은 거대한 구조에 비슷한 파이버 센서를 내장할 수 있습니다.
그림 1. 분산 파이버 센서에서, 파이버를 따라 있는 부품의 FBG는 각자 낮은 범위의 범위를 반사합니다. 국부적 온도 변형은 근접한 FBG의 스피커를 이동하는 구조입니다. 반환된 빛의 찾기를 분석하면 어떤 센서가 교란되어 꽤 많이 교란되었을 수 있음을 알 수 있습니다.
파장 기반 파이버 센서는 또한 다양한 유형의 바이오 센서에 대한 기초를 형성합니다. 이 중 포인터는 표면 플래그스몬 공명(SPR)을 기반으로 합니다. 여기는 멋진 금속 필름(외부로 금)을 파이버에 바로 배치하거나, 이에 따라 파이버의 출력 끝단에 있는 외부 광학 장치를 배치하는 작업이 됩니다.
특정 알기 쉬운 금속-유전체 제안에서 플라스몬의 치아를 여기저기서. 이러한 공명자는 다른 것보다 덜 반사됩니다. 또한 층의 영향력에 매우 민감합니다.
바이오센서를 만들기 위해 금속필름은 “기능화”됩니다. 즉, 특정 분석 물질에 우선적으로 흡수하거나 전시분자(또는 성분)로 코팅됩니다. 분석 물질이 센서 표면에 참여하게 되면 그에 따라 변경됩니다. 공진 상태가 전환됩니다. 따라서 계기광의 측정기를 분석하는 측면 의자의 카운터를 매우 민감하게 측정할 수 있습니다.
파이버 바이오센서는 빠른 측정 속도, 높은 민감도 등 다양한 장점이 있습니다. 그리고 분석물질의 "라벨링"이 필요하지 않습니다. 결과적으로, 의생명 연구 및 개선 개발을 통해 농업 및 식품 가공에까지 수많은 의료 분석 과정에서 사용이 됩니다.
위상 기반 센서
위상 기반 센서는 가장 일반적인 파이버 광학 간섭계입니다. 주변 매질의 일부로 인해 긍정적인 파이버 또는 외부 광학적인 공동에서 유도되는 변이를 측정합니다. 또한 더 많은 침입계 구성이 가능합니다. 마하-젠더 간섭계, 마이켈슨 간섭계 및 패브리-페로 간섭계가 가장 많은 분야입니다.
기존의 자유 공간 간섭계와 마찬가지로 마하-젠더 간섭계와 마이켈슨 간섭계 모두 제거를 기준 암(reference arm)과 감지 암(sensing arm)의 두 범위로 분리합니다. 그리고 감지 암만 신호에 이어집니다. 일부는 조금이라도 길이가 다르므로 수신기에서 간섭 문제를 생성하는 유일한 소수 변위를 믿어야 합니다. 이로 인해 감지신호가 발생합니다.
패브리-페로 제한계는 파이버를 사용하여 측정 지점에 구별된 에탈론(간격으로 분리된 두 번째로 유사한 반사성이 높은 표면에) 빛을 공급합니다. 치아, 압력, 온도에 따른 차이로 인해 패브리-페로 공동 내 광학적 길이의 때문에(공동에 걸리게 되는 가스 또는 액체로 인해 발생)는 간섭 패턴을 변경한다는 것입니다. 이 신호는 감지되는 원점으로 파이버를 통해 다시 이동합니다. 이 방법은 가스 또는 화물관의 하부홀 무게를 측정하거나 건축재료의 변형 또는 온도를 모니터링할 때 주로 사용됩니다.
광섬유 자이로스코프은 또 다른 구별의 파이버 센서입니다. 이 경우, 파이버는 감긴 고리 안에 있습니다. 반작용은 두 배로 반사되어 다음 파이버의 반대쪽 끝단에 있습니다.
코일이 축을 따라 움직이는 경우 두 번의 반품은 서로 반대되는 변이를 겪습니다. 이 사냐크 효과라고 합니다. 두 번의 엑서사이즈는 파이버를 살아있을 때 결합됩니다. 모든 변이가 참여하고 간섭을 생성합니다. 카운터는 이 패턴을 감지하여 회전 속도를 확인합니다.
편광 기반 센서
대부분의 크기 기반 센서는 효율적으로 유지하는 에너지 파이버의 축을 기준으로 45°에서 압축된 빛을 적용하여 작동합니다. 테스트하는 내부 장치에서 파이버 굴절에 영향을 미치는 모든 요소(내부적으로 온도 변화 또는 변형)를 분석하여 파이버 출력에서 감지할 수 있습니다. 디스플레이의 배열 모니터링 파이버 센서는 뛰어난 기반입니다.
편광 기반 센서는 전류를 인식할 수 있습니다. 이 센서는 자기 자신을 보여줄 때 빛의 큰면에서 회전을 방해하는 데이 효과에 의존합니다. 따라서 이를 사용하여 생성된 자기장을 측정할 수 있습니다. 파이버 전류 센서는 기존 센서 유형에 비해 빠른 응답 속도, 일체형, 소형, 경량 등의 장점이 있습니다.
강도 기반 센서
강도 기반 파이버 센서는 사실 꽤 개발된 센서였습니다. 이 센서는 응용광학을 연구하거나 반사광학의 관점에 의존하여 측정을 합니다.
단순한 기반의 센서가 점점 커지는 파이버를 구조 또는 기계 구성품에 내장되는 식으로 구성됩니다. 구부러진 힘의 반응은 파이버를 존중하는 것에 영향을 미칩니다. 전기 충격, 가속도, 움직임, 열팽창 등 움직임의 변형을 특징으로 하는 어떤 종류의 변형 가능한 신호도 생성할 수 있습니다.
강도 쪽을 바라보는 또 다른 방법은 파이버가 빛을 나타내기 위해 데 의존하는 내부 사량을 저해하거나 줄이는 것입니다. 외곽 매질의 인사할 때 인사해 보자. 최근 소실장 파이버를 처리할 매질로 할 수 있도록 파이버의 길이에 크래딩의 일부를 제거하는 작업이 일반적으로 수반됩니다. 이러한 매질의 인사이 변경되면 해피버의 속성이 달라집니다. 이를 사용하려면 액체의 종류를 감지하거나 가스 센서를 사용할 수 있습니다.
첨단 기술에 기반을 둔 센서가 더 복잡하기 때문에 다른 유형보다 기술이 밀리고 있지만 다른 기술은 없습니다. 문제는 광학적 출력의 의견을 말하는 것입니다. 기준 시스템을 통해 이 문제를 해결할 수는 있지만 이러한 센서에서 오류 및 비논리적인 거부 값을 완전히 제거하기는 불가능합니다.
산란 기반 센서
다양한 분별은 광학적인 파이버에게 브릴루앙 산란과 라만 산란을 기반으로 합니다. 그리고 광역 시간 반사 측정법(OTDR)과 사용됩니다.
브릴루앙란 산은 매질에서 빛과 오디오 모드의 복합체로 인해 발생합니다. 브릴루앙 산란의 판단은 재료의 판단에 따라 크게 달라지게 됩니다. 이 때문에 주변 매질의 온도 또는 압력에 민감합니다.
브릴루앙 기반 센서를 구현하기 위해 빛의 가 파이버 아래로 보내드립니다. 반사에 빛의 스펙트럼은 분류되어 있습니다. 이동의 시간 지연은 파이버를 어떻게 따르느냐에 따라 산란이 차단될 수 있도록 산란에 관련되어 있는 해당 위치에 있을 수 있습니다.
라만란은 빛이 파이버의 진동과 반발 효과가 발생합니다. 라만신호는 온도에만 의존합니다. 라만 감지는 브릴루앙 감지와 동일하게 구현됩니다. 즉, 파이버를 통해 반환되는 빛의 스펙트럼을 분석합니다.
산란 기반 센서의 큰 장점은 파이버의 본질적인 속성을 활용한다는 것입니다. 이러한 센서를 제작할 수 있는 저렴한 수족관 파이버를 사용하실 수 있습니다. 또한 두 산란 벽돌은 굉음의 아주 먼 거리에서도 작동하므로, 거대한 유기체나 길이가 긴 기둥을 관찰할 때 특히 유용합니다.
전반적으로, 파이버 센서는 다양한 기능을 작동하고 다양한 이점 때문에 범위에 적합합니다. 이후 기술 개발로 구조 안전성 모니터링, 배열 및 가스 표면, 생체의 논리적 감지, 범위 확장 가능, 산업 프로세스 검토 및 기타 여러 분야에서 파이버 센서의 활용도가 확실히 높아질 것입니다.