F iber ika ottika S i g ħ all-iSistema
Is-sistema ta 'sensing tal-fibra ottika bdiet fl-1977 u żviluppat malajr bl-iżvilupp tat-teknoloġija tal-komunikazzjoni tal-fibra ottika. Is-sistema ta 'sensing tal-fibra ottika hija indikatur importanti biex jitkejjel il-grad ta' informazzjoni fil-pajjiż. Mill-Forum ta 'Applikazzjoni ta' l-Internet ta 'l-Oġġetti u s-Sensing ta' l-Internet ta 'Hangzhou, is-sistema ta' sensing tal-fibra ottika ġiet użata ħafna f'intrapriżi militari, tad-difiża, ta 'l-ajruspazju, industrijali u tal-minjieri, protezzjoni ta' l-enerġija u l-ambjent, kontroll industrijali, mediċi u tas-saħħa, kejl u ttestjar, kostruzzjoni , apparat tad - dar u oqsma oħra. suq vast. Hemm mijiet ta ’sistemi ta’ sensibilizzazzjoni tal-fibra ottika fid-dinja, bħalma huma t-temperatura, il-pressjoni, il-fluss, l-ispostament, il-vibrazzjoni, ir-rotazzjoni, it-tgħawwiġ, il-livell tal-likwidu, il-veloċità, l-aċċellerazzjoni, il-kamp tal-ħoss, il-kurrent, il-vultaġġ, il-kamp manjetiku u r-radjazzjoni. Sensing.
Faxxa tal-frekwenza tax-xogħol tal-fibra ottika, medda dinamika kbira, adatta għall-kontroll remot tat-telemetrija, hija linja eċċellenti ta 'trasmissjoni ta' telf baxx; taħt ċerti kundizzjonijiet, il-fibra ottika hija partikolarment faċli biex taċċetta l-kejl jew it-tagħbija fuq il-post, hija komponent sensittiv eċċellenti; il-fibra ottika nnifisha mhijiex iċċarġjata, daqs żgħir, piż ħafif, liwja faċli, interferenza anti-elettromanjetika, reżistenza għar-radjazzjoni tajba, speċjalment adatta għall-użu f'ambjenti ħorox bħal fjammabbli, splussivi, ristrett fl-ispazju u interferenza elettromanjetika qawwija. Għalhekk, it-teknoloġija tal-fibra ottika tas-sensing ingħatat attenzjoni kbira mill-bidu tagħha, u ġiet riċerkata u applikata fi kważi l-oqsma kollha, u saret il-prekursur tat-teknoloġija tas-sensing u tippromwovi l-iżvilupp vigoruż tat-teknoloġija tas-sensing.
Sensing tal-fibra ottika, inkluż il-perċezzjoni u t-trasmissjoni ta 'sinjali esterni (imkejla). L-hekk imsejħa perċezzjoni (jew sensittività) tirreferi għall-parametri karatteristiċi fiżiċi tal-mewġa tad-dawl trasmessa mis-sinjal estern skond il-liġi li qed tinbidel, bħalma huma l-intensità (qawwa), it-tul tal-mewġ, il-frekwenza, il-fażi u l-istat tal-polarizzazzjoni, u l-bidla tal-parametru ottiku mkejjel huwa bidliet "Jidher" fis-sinjali esterni. Din il- "perċezzjoni" hija essenzjalment sinjal estern li jimmodula l-mewġ tad-dawl li jitkabbar fil-fibra fil-ħin reali. L-hekk imsejħa trasmissjoni tfisser li l-fibra ottika tittrażmetti l-mewġa ottika modulata bis-sinjal estern lill-fotodetekter għall-iskoperta, tiġbed is-sinjal estern mill-mewġa ottika u twettaq l-ipproċessar tad-data kif meħtieġ, jiġifieri d-demodulazzjoni. Għalhekk, it-teknoloġija ta 'sensing tal-fibra ottika tinkludi kemm tekniki ta' modulazzjoni u demodulazzjoni, jiġifieri, kif is-sinjal estern (imkejjel) jimmodula l-parametri ta 'mewġ ottiku fil-fibra ottika (jew teknika ta' tagħbija) u kif jiġi estratt is-sinjal estern mill-mewġa ta 'dawl modulata ( Teknika ta 'demodulazzjoni (jew teknika ta' skoperta) li hija mkejla).
Il-porzjon tas-sinjal estern li jimmodula l-parametri ottiċi fil-fibra sensittiva jissejjaħ ir-reġjun tal-modulazzjoni. Skond ir-relazzjoni bejn l-erja tal-modulazzjoni u l-fibra ottika, il-modulazzjoni tista 'tinqasam f'żewġ kategoriji. Tip wieħed huwa modulazzjoni funzjonali, u ż-żona tal-modulazzjoni tinsab fil-fibra ottika. Is-sinjal estern jimmodula l-mewġa ottika billi jibdel direttament ċerti parametri karatteristiċi ta 'trasmissjoni tal-fibra ottika. Sensor tal-fibra ottika bħal din tissejjaħ tip funzjonali (Fibra Funzjonali, tip FF għal żmien qasir) jew sensur tal-fibra ottika tat-tip intrinsiku, u ssir ukoll sensur tat-tip ta 'modulazzjoni interna, u l-fibra ottika għandha l-funzjonijiet ta' "trasmissjoni" u "sensing". Il-fibra li tirċievi akkoppjata mas-sors tad-dawl u l-fibra li tirċievi akkoppjata mal-fotodetekter huma fibra kontinwa msejħa fibra sensittiva, għalhekk is-senser tal-fibra funzjonali huwa msejjaħ ukoll senser tal-fibra kollha jew senser tal-fibra. It-tip l-ieħor huwa modulazzjoni mhux funzjonali. Iż-żona tal-modulazzjoni hija barra l-fibra ottika. Is-sinjal estern huwa modulat mill-apparat ta 'modulazzjoni esterna sal-mewġa ottika li tidħol fil-fibra ottika. Dan it-tip ta 'senser tal-fibra ottika jissejjaħ Fibra Mhux Funzjonali (NFF) jew estrinsiku. It-tip ta 'senser tal-fibra ottika, il-fibra li tittrażmetti u l-fibra li tirċievi jservu biss biex jittrasmettu mewġ tad-dawl, li jissejħu fibri li jittrasmettu d-dawl, u li m'għandhomx l-ebda kontinwità Għalhekk, is-sensur tal-fibra ottika mhux funzjonali jissejjaħ ukoll sensur tal-fibra li jittrasmetti d-dawl jew senser tal-fibra modulat esternament.
Skond il-bidla tal-parametri karatteristiċi fiżiċi tal-mewġa tad-dawl modulata bis-sinjal estern, il-modulazzjoni tal-mewġa tad-dawl tista 'tinqasam f'ħames tipi: modulazzjoni ta' intensità tad-dawl, modulazzjoni ta 'frekwenza ottika, modulazzjoni ta' wavelength ottika, modulazzjoni ta 'fażi ottika, u polarizzazzjoni modulazzjoni.
Peress li kwalunkwe fotodetekter eżistenti jista 'jirrispondi biss għall-intensità tad-dawl, u ma jistax jirrispondi direttament għall-frekwenza, it-tul tal-mewġ, il-fażi u s-sinjal ta' modulazzjoni tal-polarizzazzjoni tad-dawl, għandu jiġi konvertit f'sinjal ta 'intensità b'xi teknika ta' konverżjoni. Irċievi u implimenta d-detezzjoni.
Klassifikazzjoni tal-applikazzjoni tat-teknoloġija tas-sensing tal-fibra ottika
Modulazzjoni tal-intensità tad-dawl
L-enfasi fuq id-dawl hija metodu ta 'modulazzjoni relattivament sempliċi u użat ħafna fit-teknoloġija tal-fibre-optic sensing. Il-prinċipju bażiku huwa l-użu tad-disturb tas-sinjal estern (imkejjel) biex tinbidel l-intensità (jiġifieri l-modulazzjoni) tad-dawl (dawl ta 'spettru wiesa' jew dawl speċifiku tat-tul ta 'mewġ) fil-fibra, u mbagħad titkejjel l-intensità tad-dawl tal-ħruġ (demodulazzjoni) għal jinkiseb is-sinjal estern. Kejl.
Modulazzjoni tal-fażi
Modulazzjoni tal-fażi ottika tirreferi għall-bidla tal-fażi tal-mewġa tad-dawl li tinfirex fil-fibra ottika skond ċerta liġi tas-sinjal estern (imkejjel), u l-ammont ta 'bidla tal-fażi ottika jirrifletti l-kwantità esterna mkejla.
Ġeneralment hemm tliet tipi ta 'modulazzjoni tal-fażi ottika użati fit-teknoloġija tal-fibra ottika tas-sensing. Tip wieħed huwa modulazzjoni funzjonali, u s-sinjal estern jibdel id-daqs ġeometriku u l-indiċi refrattiv tal-fibra sensittiva permezz tal-effett tal-forza tar-razza, l-effett tar-razza termali, l-effett tad-dawl elastiku u l-effett termo-ottiku tal-fibra ottika, u b'hekk jikkawża l-bidla fil-fażi ottika fil-fibra ottika. Biex tinkiseb il-modulazzjoni tal-fażi ottika. It-tieni tip huwa l-modulazzjoni tal-effett Sagnac. Is-sinjal estern (rotazzjoni) ma jbiddilx il-parametri tal-fibra nnifisha. Minflok, il-fibra ċirkolari fil-kamp inerzjali hija mdawra biex tiġġenera d-differenza korrispondenti fil-passaġġ ottiku bejn iż-żewġ raġġi li qed jinfirxu f'direzzjonijiet opposti. Modulazzjoni tal-fażi ottika. It-tielet tip huwa modulazzjoni mhux funzjonali, jiġifieri, modulazzjoni tal-fażi ottika fil-fibra ottika billi tbiddel id-differenza fil-passaġġ tal-mewġ ottiku fil-fibra ottika barra l-fibra sensittiva.
Polarizzazzjoni modulazzjoni
Modulazzjoni tal-polarizzazzjoni tfisser li s-sinjal estern (imkejjel) jikkawża devjazzjoni regolari (rotazzjoni ottika) jew birefringence tal-pjan tal-polarizzazzjoni tal-mewġa tad-dawl fil-fibra b’ċertu mod, ub’hekk jikkawża bidla fil-karatteristika tal-polarizzazzjoni tad-dawl, billi jiskopri bidla fl-istat tal-polarizzazzjoni tad-dawl. Jista 'jitkejjel li d-dinja esterna hija mkejla.
Modulazzjoni ta 'tul ta' mewġ
Is-sinjal estern (imkejjel) jibdel it-tul ta 'mewġ tad-dawl trasmess fil-fibra ottika permezz ta' għażla ta 'frekwenza, iffiltrar, eċċ., U l-bidla mkejla tat-tul ta' mewġ tista 'tiġi skoperta u mkejla. Dan it-tip ta 'modulazzjoni jissejjaħ modulazzjoni ta' wavelength ottika .
Il-metodi kurrenti għall-modulazzjoni ta 'wavelength ottika huma prinċipalment għażla ta' frekwenza ottika u ffiltrar. Metodi konvenzjonali ta 'modulazzjoni ta' tul ta 'mewġ jinkludu prinċipalment tekniki ta' modulazzjoni esterna bħal filtrazzjoni interferometrika ta 'FP, iffiltrar birefringent polarizzazzjoni irvell, u għażla ta' spettri ta 'spostament varji. Fl-aħħar 20 sena, speċjalment it-teknoloġija tal-filtrazzjoni tal-ħakk tal-fibra żviluppata malajr fis-snin riċenti fetħet prospetti ġodda għal teknoloġija funzjonali ta 'modulazzjoni ta' wavelength ottika.
Tip ta 'modulazzjoni tal-frekwenza
Modulazzjoni tal-frekwenza ottika tfisser li s-sinjal estern (imkejjel) jimmodula l-frekwenza tal-mewġa ottika trasmessa fil-fibra ottika, u l-offset tal-frekwenza jirrifletti l-mkejla. Fil-preżent, aktar metodi ta 'modulazzjoni huma wżati fil-metodu Doppler, jiġifieri, is-sinjal estern jimmodula l-frekwenza tal-mewġa ottika fil-fibra li tirċievi permezz ta' l-effett Doppler, li huwa modulazzjoni mhux funzjonali.
Karatteristiċi tas-sensur:
Sensittività għolja u immunità għal interferenza elettromanjetika. Minħabba li s-sistema ta 'skoperta ta' senser tal-fibra hija diffiċli biex tiġi interferita mill-kamp estern, u s-sinjal ottiku ma jinteraġixxix mal-mewġa elettromanjetika matul it-trasmissjoni, u ma huwa affettwat minn ebda ħoss elettriku. Minħabba din il-karatteristika, is-senser tal-fibra jinkiseb fl-iskoperta tas-sistema ta 'l-enerġija. użati ħafna.
Il-fibra għandha flessibilità u reżistenza tajba, għalhekk is-senser jista 'jsir f'forom differenti skond il-ħtiġijiet ta' spezzjoni fuq il-post.
Il-frekwenza tal-frekwenza mkejla u l-iskala tar-rispons dinamiku huma kbar.
Għandu portabbiltà qawwija u jista 'jsir f'sensers ta' kwantitajiet fiżiċi differenti, inklużi l-kamp tal-ħoss, il-kamp manjetiku, il-pressjoni, it-temperatura, l-aċċellerazzjoni, l-ispostament, il-livell tal-likwidu, il-fluss, il-kurrent, ir-radjazzjoni u l-bqija.
Huwa ferm embeddable u faċli biex tqabbad mal-kompjuters u s-sistemi tal-fibra ottika, li jagħmilha faċli li jiġu implimentati t-telemetrija u l-kontroll tas-sistema.
Applikazzjoni ：
Teknika ta 'Sensing tal-Fibra ottika fl-Ispezzjoni tal-Inġinerija Strutturali
Teknika ta 'Sensing ta' Fibra ottika fid-Ditezzjoni tal-Pont
Fiber Optical Sensing Technology fil-Mekkanika Ġeoteknika u l-Inġinerija
Applikazzjoni militari ta 'teknoloġija ta' sensing ta 'fibra ottika