Kirish

Elektr bo'lmagan kattaliklarni elektr kattaliklariga aylantiruvchi turli xil konvertorlar inson bilimining ko'plab sohalarida va undan ham ko'proq tibbiyotda o'z o'rnini mustahkamladi. Diagnostika bilan shug'ullanadigan zamonaviy shifokorni tasavvur qilish qiyin turli kasalliklar va ularni davolash radioelektronika, mikroelektronika, metrologiya, materialshunoslik kabi fanlarning ko'plab yutuqlariga asoslanmagan. Garchi sensorlar tibbiy elektronikaning eng sekin rivojlanayotgan sohalaridan biri bo'lsa-da, va umuman olganda, barcha elektronika, diagnostika va davolash asboblari va tizimlarining aksariyati to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita juda ko'p turli xil transduserlar va elektrodlarni o'z ichiga oladi, ularsiz ushbu tizimning ishlashi mumkin emas. ba'zan aqlga sig'maydi.

Taqdim etilgan ishda sensorlarning ayrim turlari ko'rib chiqiladi. Ma'lum bir qiyinchilik tibbiy sensorlarning juda ko'p xilma-xilligida, shuningdek, ushbu mavzu bilan bog'liq bo'lgan juda oz miqdordagi nashrlarda mavjud.

Optik tolali sensorlar

Optoelektronika - bu optika va elektronika kesishmasida paydo bo'lgan juda yangi fan va texnologiya sohasi. Shuni ta'kidlash kerakki, radiotexnika rivojlanishida XX asrning boshidanoq doimiy ravishda o'zlashtirish tendentsiyasi mavjud edi. elektromagnit to'lqinlar har doim yuqori chastota.

Optoelektronikaning rivojlanishidagi muhim moment optik tolalarni yaratishdir. Tadqiqotlar 1960-yillarning oxirida ayniqsa jadallashdi va 1970 yilda Amerikaning Corning kompaniyasi tomonidan past susaytiruvchi kvarts tolasining (20 dB/km) ishlab chiqilishi muhim voqea bo'lib, tadqiqot va tadqiqot sur'atlarini oshirishga turtki bo'ldi. 1970 yillar davomida rivojlanish.

Optik tolalar odatda ikkita turdan biri hisoblanadi: bir rejimli, unda faqat bitta rejim tarqaladi (uzatiladigan elektromagnit maydonni taqsimlash turi) va ko'p rejimli, ko'p (yuzga yaqin) rejimlarni uzatish bilan.

Strukturaviy jihatdan bu turdagi tolalar faqat yadro diametrida - yorug'lik yo'naltiruvchi qismda farqlanadi, uning ichida sinishi ko'rsatkichi periferik qismga qaraganda bir oz yuqoriroq - qobiq.

DA tibbiy texnologiya ham ko'p rejimli, ham bir rejimli optik tolalar qo'llaniladi. Ko'p rejimli tolalar katta (taxminan 50 mkm) yadro diametriga ega, bu ularni bir-biriga ulashni osonlashtiradi. Ammo yorug'likning guruh tezligi har bir rejim uchun har xil bo'lganligi sababli, tor yorug'lik pulsi uzatilganda u kengayadi (dispersiyaning oshishi). Ko'p rejimli tolalar bilan solishtirganda, bir rejimli tolalarning afzalliklari va kamchiliklari teskari: dispersiya kamayadi, ammo kichik (5-10 mkm) yadro diametri ushbu turdagi tolalarni ulashni va lazer nurini kiritishni sezilarli darajada murakkablashtiradi. ular.

Natijada, bir rejimli optik tolalar yuqori ma'lumot uzatish tezligini talab qiladigan aloqa liniyalarida (aloqa liniyalarining ierarxik tuzilishidagi yuqori darajali liniyalar) ustunlik qiladi va ko'p rejimli optik tolalar ko'pincha aloqa liniyalarida qo'llaniladi. nisbatan past axborot uzatish tezligi. Faqat bitta rejimli tolalar mos keladigan kogerent tolali optik aloqalar mavjud. Ko'p rejimli optik tolada qabul qilingan yorug'lik to'lqinlarining kogerentligi pasayadi, shuning uchun uni kogerent aloqa liniyalarida qo'llash amaliy emas, bu esa bunday liniyalarda faqat bitta rejimli optik tolalardan foydalanishni oldindan belgilab qo'ydi.

Aksincha, sensorlar uchun optik tolalardan foydalanilganda, yuqoridagi omillar ham sodir bo'ladi, lekin ko'p hollarda ularning roli allaqachon boshqacha. Xususan, kogerent o'lchovlar uchun optik tolalardan foydalanganda, bu tolalar interferometrni tashkil qilganda, bir rejimli tolalarning muhim afzalligi optik to'lqinning fazasi haqidagi ma'lumotlarni uzatish qobiliyatidir, bu multimodli tolalar bilan amalga oshirilmaydi. Shuning uchun, bu holda, kogerent aloqa liniyalarida bo'lgani kabi, faqat bitta rejimli optik tola kerak.

Biroq, amalda, o'lchovlarda bir rejimli optik toladan foydalanish uning kichik dispersiyasi tufayli atipikdir. Shunday qilib, sensorli optoelektronikada, interferometr sensorlari bundan mustasno, multimodli optik tolalar qo'llaniladi. Bu holat, shuningdek, sensorlarda ishlatiladigan optik tolalar uzunligi optik aloqa tizimlariga qaraganda ancha past ekanligi bilan izohlanadi.

Optik tolalarning umumiy afzalliklarini ta'kidlash kerak:

• keng polosali (u bir necha o'nlab teragertsgacha bo'lishi kerak);
• · kam yo'qotishlar (minimal 0,154 dB/km);
• · kichik (taxminan 125 mikron) diametri;
• · kichik (taxminan 30 g/km) vazn;
• elastiklik (minimal b?kme radiusi 2 mm);
• mexanik kuch (taxminan 7 kg kuchlanish yukiga bardosh beradi);
• · o'zaro aralashuvning yo'qligi (telefoniyada "o'tish davri suhbatlari" deb nomlanuvchi turdagi o'zaro bog'liqlik);
• induktiv bo'lmagan (deyarli ta'sir qilmaydi elektromagnit induksiya, va natijada, chaqmoq oqimlari, elektr uzatish liniyalariga yaqinlik, elektr tarmog'idagi oqim impulslari bilan bog'liq salbiy hodisalar);
• portlash xavfsizligi (tolaning uchqun paydo bo'lishiga mutlaq qobiliyatsizligi bilan kafolatlangan);
• yuqori elektr izolyatsiyalash kuchi (masalan, 20 sm uzunlikdagi tola 10 000 V gacha bo'lgan kuchlanishlarga bardosh bera oladi);
• · yuqori korroziyaga chidamliligi, ayniqsa kimyoviy erituvchilar, moylar, suv.

Amalda, optik tolali sensorlardan foydalanish mavjud eng yuqori qiymat oxirgi to'rtta xususiyat. Elastiklik, kichik diametr va massa kabi xususiyatlar juda foydali. Keng polosali va past yo'qotishlar optik tolalarning imkoniyatlarini sezilarli darajada oshiradi, ammo bu afzalliklar har doim ham sensor ishlab chiquvchilar tomonidan amalga oshirilmaydi. Biroq, zamonaviy nuqtai nazardan, kabi funksionallik yaqin kelajakda optik tolali sensorlar, bu holat asta-sekin yaxshilanadi.

Quyida ko'rsatilgandek, optik tolali sensorlarda optik tola oddiygina uzatish liniyasi sifatida ishlatilishi mumkin yoki u sensorning eng sezgir elementi rolini o'ynashi mumkin. Ikkinchi holda, tolaning elektr maydoniga sezgirligi (Kerr effekti) ishlatiladi, magnit maydon(Faraday effekti), tebranish, harorat, bosim, deformatsiya (masalan, egilish). Optik aloqa tizimlarida ushbu effektlarning ko'pchiligi kamchiliklar sifatida baholanadi, sensorlarda esa ularning tashqi ko'rinishi ishlab chiqilishi kerak bo'lgan afzallik hisoblanadi.

Zamonaviy optik tolali sensorlar deyarli hamma narsani o'lchash imkonini beradi. Masalan, bosim, harorat, masofa, fazodagi joylashuv, aylanish tezligi, chiziqli tezlik, tezlanish, tebranish, massa, tovush to‘lqinlari, suyuqlik darajasi, deformatsiya, sindirish ko‘rsatkichi, elektr maydoni, elektr toki, magnit maydon, gaz konsentratsiyasi, nurlanish dozasi. Endoskopiyaning butun texnikasi bunday tolalar to'plamlaridan foydalanishga asoslangan.

Agar optik tolali datchiklarni ulardagi optik toladan foydalanish nuqtai nazaridan tasniflaydigan bo'lsak, ularni taxminan optik tolali uzatish liniyasi sifatida ishlatiladigan sensorlarga va sensor element sifatida ishlatiladigan sensorlarga bo'lish mumkin. "Etkazish liniyasi" tipidagi sensorlar asosan ko'p rejimli optik tolalardan foydalanadi, sensor tipidagi sensorlar esa ko'pincha bir rejimli optik tolalardan foydalanadi.

Elektr uzatish liniyasi sifatida tolali optik tolali sensorlar yordamida quyidagi jismoniy miqdorlarni o'lchash mumkin:

• · vaqtinchalik turdagi sensor: harorat (multimodeli tolalarda doimiy luminesansning o'zgarishini o'lchash asosida, 0 - 70 ° C oralig'ida ± 0,04 ° S aniqlik bilan);
• Ko'zgu turi sensori: qondagi kislorod kontsentratsiyasi (spektral xarakteristikada o'zgarish mavjud, aks ettirilgan yorug'likning intensivligi aniqlanadi, optik tolalar kateter orqali kirish bilan nurdir).

Sensordagi optik tola sezgir element sifatida ishlatilsa, bu mumkin quyidagi ilovalar:

• · Mishelson interferometri pulsni, qon oqimining tezligini o'lchash imkonini beradi: Doppler effekti yordamida biz urish chastotasini aniqlashimiz mumkin - ham bir rejimli, ham ko'p rejimli tolalar qo'llaniladi; o'lchash diapazoni: 10 -4 - 10 8 m / s.
• interferometrik bo'lmagan tuzilishga asoslanib, dozani aniqlash imkonini beruvchi sensorni qurish mumkin ionlashtiruvchi nurlanish, ishlatiladigan fizik hodisa - rang berish markazining shakllanishi, aniqlangan qiymat - uzatilgan yorug'likning intensivligi.

Xulosa qilib aytish kerakki, optik tolali sensorning asosiy elementlari quyidagilardir: optik tolali, yorug'lik chiqaradigan (yorug'lik manbai) va yorug'lik qabul qiluvchi qurilmalar va optik sezgir element.

Bundan tashqari, ushbu elementlar orasidagi aloqa yoki sensor bilan o'lchash tizimini shakllantirish uchun maxsus chiziqlar kerak. Bundan tashqari, optik tolali sensorlarni amaliy qo'llash uchun tizim texnologiyasining elementlari talab qilinadi, ular yuqoridagi elementlar va aloqa liniyasi bilan birgalikda o'lchash tizimini tashkil qiladi.

Optik tolali sensorlarning asosiy tuzilmalarining tasnifi:

• tolaning xususiyatlarining o'zgarishi bilan (shu jumladan maxsus tolalar);
• uzatiladigan yorug'lik parametrlarining o'zgarishi bilan;
• tolaning oxirida sezgir element bilan.

Avtomatlashtirilgan liniyaning konveyerida qismning mavjudligini aniqlash, ish haqida ma'lumot olish yoritish moslamasi, ixcham, ammo samarali mashinani boshqarish .. Hamma joyda jarayonni boshqarishda minimal xatolar talab qilinadi va agar nosozlik yuzaga kelsa, kelajakda xatolar takrorlanmasligi uchun buzilish sababini bilish muhimdir, chunki zamonaviy texnologik jarayonlar sifatsizligiga toqat qilmang. Bu erda sensorlar yordam beradi.

Datchiklarning ko'p turlari mavjud: magnit, induktiv, fotoelektrik, sig'imli - ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega. Fotovoltaik - eng ko'p qirrali biri. Bu erda va lazer va infraqizil, va bitta nurli va aks ettiruvchi. Lekin biz ko'rib chiqamiz optik tolali sensorlar, chunki ular konfiguratsiya uchun eng keng imkoniyatlarga ega va hatto eng kirish qiyin bo'lgan joylar uchun ham mukammaldir.

Optik tolali sensor bir juft qurilmalarga bo'linadi: tolali fotoelektrik kuchaytirgich va optik boshli optik tolali kabel. Kabel kuchaytirgichdan yorug'likni uzatadi.

Bu erda printsip oddiy. Emitent va qabul qilgich birgalikda ishlaydi: qabul qiluvchi emitent tomonidan chiqarilgan yorug'lik to'lqinini aniqlaydi. Texnologik jihatdan bu jarayon turli yo'llar bilan amalga oshiriladi: yorug'lik to'lqinining burchagini kuzatish, yorug'lik miqdorini o'lchash yoki ob'ektga masofani o'lchash uchun yorug'lik to'lqinining qaytish vaqtini o'lchash.

Optik manba va qabul qilgich oddiygina boshda joylashgan bo'lishi mumkin (diffuz yoki aks ettiruvchi birliklar) yoki ularni alohida-alohida qilish mumkin - ikkita bosh (bir nurli birliklar). Optik tolali sensorning boshi ichida elektronikani o'z ichiga oladi, qabul qilgich esa optik tolali orqali elektronikaga aniq ulangan. Qabul qilingan va chiqarilgan to'lqinlar optik tolali tarmoqlarda yuqori tezlikdagi ma'lumotlarni uzatishga o'xshash tarzda tola orqali o'tadi.

Ushbu ajratishning afzalligi shundaki, qabul qiluvchi o'lchangan ob'ektga o'rnatiladi. Optik tolali kabel yotqizilgan va kuchaytirgichga ulangan, u kuchaytirgichni tashqi, ko'pincha qattiq, muhit ishlab chiqarish korxonasi. Variantlarni tanlash har xil. Kuchaytirgichlar oddiy va murakkab, xususan - ko'p funktsiyali, mantiqiy va kommutatsiya operatsiyalarini bajarish qobiliyatiga ega.

Asosiy optik tolali sensor kuchaytirgichlarda minimal elektron komponentlar va funksionallik mavjud va eng murakkablari ulang va o'ynang, ulardagi elektronika to'liq moslashtiriladi. Ba'zi sensorli elektronika 10 dan ortiq tolali kirishlarni qayta ishlashga qodir. Albatta, ko'rsatma ham bor. Ko'rsatkichlar sensorning to'g'ri ishlayotganligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, boshqa funktsiyalar ham mavjud.

Tekshirish moslamasining interfeysi chiqish formati bilan belgilanadi. Bu erda sensorni sozlash va kuchaytirgichni qayta o'rnatish mavjud. Chiqishlar odatda ochiq, odatda yopiq, kollektor, emitent, push-pull. Ulanishlar ko'p pinli ulagichga ega simi yordamida amalga oshiriladi. Dasturlash tugmalar yoki oddiygina potansiyometr yordamida amalga oshiriladi.

Kuchaytirgich parametrlarini individual talablarga muvofiq tafsilotlash va sozlashda ko'proq erkinlik uchun yoqish/o'chirish kechikishi, zarba chiqishlari va intervalgacha signalni istisno qilish kabi sensor variantlari qo'shimcha moslashuvchanlikni ta'minlaydi. ishlab chiqarish jarayoni. Kechikishlar ishchi organning reaktsiyasini sekinlashtirishga imkon beradi, intervalgacha signallar - ish sharoitlari buzilganligining belgisi bo'lib xizmat qiladi. Hammasi individual ravishda sozlangan.

Chiqish holatining LED ko'rsatkichi yoki signallar va chiqish holatlari haqida ma'lumotga ega displeyning mavjudligi - bu sensorni joyida tashxislash va dasturlash imkonini beruvchi ilg'or variantlardir.

O'zgaruvchan muhitda barqarorroq o'lchovlar uchun namuna olish tezligi va signalni filtrlash yuqori bo'lgan sensor mos keladi. Blok, garchi u hali ham past chastotada ishlasa ham, foydali bo'ladi. Yoqish/o'chirish kechikishlari chiqish va kirish signallarini moslashtirishga yordam beradi.

Yordamchi bloklardan foydalanish dasturlash imkoniyatlarini kengaytiradi, masalan, shisha kabi maxsus materiallar bilan ishlaganda o'lchash elementining sezgirligini sozlashingiz yoki kommutatsiya nuqtalari o'rtasida o'chirish / yoqishni dasturlashingiz mumkin: qismning holatini kuzatish va uning kosmosdagi joylashuvi.

Optik tolali kabellarning go'zalligi shundaki, ular oqim o'rniga yorug'lik o'tkazadi. Mumkin bo'lgan konfiguratsiyalar turli materiallar, boshlarning turli darajadagi sezgirligi bilan.

Diffuz optik tolali kabel bir juft qoplamadan iborat bo'lib, ulardan biri kuchaytirgichga, ikkinchisi - sezgir boshga o'tadi. Shu bilan birga, sezgir boshga ikkita kabel ulanadi - biri yorug'lik manbai, ikkinchisi elektronika uchun.

Bitta nurli optik tolali kabelda bir xil kabellar mavjud bo'lib, ularning har biri kuchaytirgichga ulangan va o'zining optik boshiga ega. Bir kabel yorug'likni uzatish uchun, ikkinchisi - qabul qilish uchun ishlatiladi.

Elyafning o'zi odatda shisha yoki plastmassadan iborat. Plastmassa - yupqaroq, arzonroq, moslashuvchan. Shisha kuchliroq va ko'proq ishlay oladi yuqori haroratlar Oh. Plastmassa kerakli uzunlikka kesilishi mumkin, shisha esa faqat ishlab chiqarish bosqichida kesiladi. Elyaf ko'ylagi - ekstrudirovka qilingan plastmassadan zanglamaydigan po'latdan ortiqcha oro bermaygacha og'ir sharoitlar operatsiya.

Optik tolali sensorni tanlashda eng muhim narsa to'g'ri optik boshni tanlashdir. Axir, kichik, qattiq yoki harakatlanuvchi qismlarni aniqlashning aniqligi boshning sezgirligi bilan bog'liq. Qabul qiluvchi va emitent ob'ektga nisbatan qaysi burchakda joylashadi, ruxsat etilgan dispersiya qanday. Dumaloq tolali to'plam dumaloq nurni olish uchun kerakmi yoki gorizontal proektsiyani olish uchun kengaytirilgan.

Dumaloq nurlarga kelsak, diffuz boshda ular bir yarmida barcha manba tolalari bilan, ikkinchisida esa qabul qiluvchi tolalar bilan teng ravishda tarvaqaylab ketishi mumkin. Ushbu dizayn tez-tez sodir bo'ladi, lekin bifurkatsiya chizig'iga to'g'ri burchak ostida harakatlanadigan qismdan ma'lumotni o'qishda kechikishga olib kelishi mumkin.

Variant bilan yagona taqsimlash manba va qabul qiluvchi tolalar ko'proq bir xil nurlar beradi. Yagona nurlar to'lqinlarni yuborish va qabul qilish effektlarini tenglashtirishga imkon beradi va aniqlash ob'ektning harakat yo'nalishidan mustaqil bo'lib chiqadi.

Optik bosh turi, kabel uzunligi va kuchaytirgich optikaning sezgir masofasiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Aniq taxmin qilish qiyin, ammo ishlab chiqaruvchilar bu ma'lumotlarni ko'rsatadilar. Bir nurli datchik diffuzdan ko'ra kattaroq diapazonga ega. Uzunroq tola - qisqaroq diapazon. Yana mukammal kuchaytirgich - kuchliroq signal, ko'proq diapazon.

Borgan sari taqsimlangan kiritish-chiqarish sanoat avtomatizatsiyasida qo'llanilmoqda va bir nechta sensorli optik tolali kabellarni bitta manifoldga ulash mumkin.

Optik tolali kuchaytirgichlar ko'pincha mustaqil bir kanalli DIN-relsli qurilmalar bo'lib, ularni panelga o'rnatish oson va yagona kamchilik - alohida kuchaytirgichlardan ulanishlarni yo'naltirish.

Kollektor bitta boshqaruv markazida bir nechta tolali kanallarni guruhlashi mumkin: kollektorlar menyu displeylari bilan jihozlangan va har bir kanal alohida dasturlashtirilgan. Konfiguratsiya qilingan kanallar VA/YOKI mantiq orqali ishlatilishi mumkin, bu esa PLC boshqaruvini sezilarli darajada osonlashtiradi.

Ilova optik tolali kuchli elektr shovqini sharoitida ishlaydigan tizimlarda o'zini yaxshi ko'rsatadi. Optik tola elektr shovqinini sezmaydi va elektron kuchaytirgich shkaf bilan himoyalangan. Qurilmalarni yig'ish jarayonida konveyerlardagi qismlarni avtomatlashtirilgan aniqlash bilan kichik yig'ish liniyalari optoelektronikadan foydalanishning yana bir istiqbolli va allaqachon keng tarqalgan yo'nalishidir. tolali sensorlar.

Turli yo'nalishdagi boshlar, har xil o'lcham, Sensor o'lchamidan qat'i nazar, kerakli darajadagi fokus aniqligini ta'minlash uchun dispersiyada ajoyib - bularning barchasi boshqaruv mantig'i bilan birgalikda imkoniyatlar uchun katta imkoniyatlarni ochadi. Misol uchun, bitta sensor yig'ilish boshida qismning mavjudligini aniqlaydi, ikkinchisi esa yig'ilishning tugashini tasdiqlaydi.

Bundan tashqari, dasturdan qat'i nazar, talab qilinadigan iste'molchi dasturiga mos keladigan parametrlarga ega sensor va boshni tanlash muhimdir: dispersiya, masofa, namuna olish, sozlash va dasturlash bo'yicha variantlar.

Yagona, ehtimol, minus shundaki, tolalarni haddan tashqari egib bo'lmaydi. Bir oz ko'proq egilishga arziydi va tolalarning tuzatib bo'lmaydigan plastik deformatsiyasi paydo bo'ladi, o'tkazish qobiliyati kamayishi yoki butunlay yo'qolishi. Ruxsat etilgan egilish radiusi to'plamdagi tolalar turiga, hajmiga va dispersiyasiga bog'liq. Ilovangiz uchun sensorni tanlashda ushbu xususiyatlarni hisobga olish kerak.

Katta ob'ektlarda optik tolali sensorlardan foydalanish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqdir katta miqdorda asosiy qurilmalarni doimiy nazorat qilish uchun kontrollerlar. Og'ir sharoitlarda ishlash uchun yuqori haroratga, agressiv muhitga chidamli va vakuumda o'z vazifalarini bajarishga qodir bo'lgan maxsus modellar ishlab chiqariladi. Qurilmaning ishlash printsipiga ko'ra, nuqta va taqsimlangan sensorlar farqlanadi.

Nuqta

Bu erda asosiy element Bregg panjaralari - selektiv nometalldir. Keng polosali manbadan optik tolali sensorga kiradigan radiatsiya tor spektrli diapazon shaklida aks etadi. Qolgan yorug'lik tola bo'ylab harakatlanadi. Ushbu texnologiya chiziqning butun uzunligi bo'ylab bir nechta kontrollerlarni joylashtirish imkonini beradi, qo'shimcha kalibrlashsiz mutlaq ko'rsatkichlarni oladi. Bu bugungi kunda mavjud bo'lgan eng ishonchli monitoring variantidir.

Yordamida nuqta sensorlari o'lchash mumkin:

• harorat;
• tebranishlar;
• bosim;
• deformatsiyalar;
• burchaklar va boshqalar.

Tarqalgan

Haroratni nazorat qilish uchun mo'ljallangan taqsimlangan optik tolali sensorning dizayni bir nechta asosiy elementlarni o'z ichiga oladi. Bu optik tolali va so'roqchi. Shu kabi tizim uzoq masofali liniyalar uchun monitoring zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi. U qanday ishlaydi: so'roqchi optik tolada orqaga tarqalgan lazer impulsini hosil qiladi. Ushbu spektrni tahlil qilish tolaning har bir asosiy nuqtasida haroratni aniqlashga yordam beradi.

Katta ob'ektlarni himoya qilish va deformatsiyalarni o'lchash uchun siz akustik sensorlarni sotib olishingiz mumkin. Ular xuddi shunday printsip asosida ishlaydi. Farqi shundaki, analizator spektrni emas, balki orqaga tarqalgan nurlanishning tebranishlarini o'lchaydi. Ushbu ma'lumotlar tufayli ovoz to'lqinining manbasini aniqlash va ruxsat etilmagan aralashish sodir bo'lganda o'z vaqtida choralar ko'rish mumkin.

Biz taklif etamiz

Optik tolali sensorlarning mavjudligi vaziyatni to'liq nazorat qilish imkonini beradi muhim xususiyatlar. Ushbu qurilmalar elektr va magnit shovqinlarga chidamli. Ular texnik xizmat ko'rsatishda oddiy, ishonchli, bardoshli, tejamkor elektr energiyasini iste'mol qiladilar, sovuqda va haddan tashqari issiqlikda ishlashi mumkin.

Bizning do'konimizda siz Omron va boshqalar mahsulotlarini xarid qilishingiz mumkin taniqli ishlab chiqaruvchilar shunga o'xshash uskunalar. Bizning menejerlarimiz sizga hamma haqida maslahat beradilar texnik masalalar. Sensorlardan foydalanish rejalashtirilgan bo'lsa, variantlar mavjud ekstremal sharoitlar. Biz mijozlarimizga faqat sertifikatlangan mahsulotlarni taklif qilamiz hamyonbop narxlar. Agar kerak bo'lsa, siz o'rnatuvchilar xizmatlariga buyurtma berishingiz mumkin.

1-sahifa

Optik tolali sensorlar hozirda optoelektronikaning eng dinamik rivojlanayotgan sohalaridan biri hisoblanadi. Oxirgi 30 yil ichida optik tolali harorat va bosim sensorlarining eng oddiy konstruksiyalaridan keng ko‘lamli datchiklarni yaratishgacha tez o‘tish sodir bo‘ldi. jismoniy miqdorlar, olimlar va muhandislar bugungi kunda fan va texnikaning turli sohalarida foydalanadilar. Optik tolali datchiklarning jadal rivojlanishi va takomillashuviga asosan mamlakatimizda optik tolali telekommunikatsiya tarmoqlarini joriy etishning tobora kengayib borayotgan jarayoni turtki bo'lmoqda. kundalik hayot. Bu optik tolali datchiklarni ishlab chiqarish texnologiyasida bevosita qo'llaniladigan optik tolali elementlar bazasining xususiyatlarini doimiy ravishda takomillashtirishdan tashqari, bu aloqa tizimlarining xususiyatlarini organik ravishda birlashtirgan tarmoqlangan o'lchash tizimlarini yaratish uchun keng istiqbollarni ochadi. va qo'shimcha aloqa magistrallarini jalb qilmasdan konfiguratsiyasi doimiy ravishda takomillashtirilishi mumkin bo'lgan monitoring tizimlari. Optik tolali sensorlarning muhim afzalligi, shuningdek, o'lchash tizimlariga yangi sifatlarni joriy etishdir, masalan: kichik o'lchamlar, nazoratsiz va agressiv atrof-muhit ta'siriga va elektromagnit shovqinlarga chidamlilik, yuqori sezuvchanlik, o'lchash masofasi va individual sensorlarni kompleksga ko'paytirish imkoniyati. o'lchov tizimlari, ishlab chiqarish qobiliyati va potentsial past narx.

SFIFP va VFIFP asosidagi optik tolali sensorlar odatda kichik o'lchamlarga ega va jismoniy maydonlar parametrlarini mahalliy o'lchash uchun eng mos keladi.

Tashqi jismoniy ta'sir natijasida yorug'lik qo'llanmalari orqali tarqaladigan optik signallarning intensivligini to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiya qiladigan amplitudali optik tolali sensorlar eng oddiy va ishlatish uchun qulay FOS dizaynlari hisoblanadi. Bugungi kunga kelib, shartli ravishda ikkita asosiy sinfga bo'linadigan amplituda FOS jismoniy miqdorlarining turli xil dizaynlari ishlab chiqilgan. Sensorlarning birinchi sinfi amplituda FOSni o'z ichiga oladi, unda optik tolalar faqat sezgir elementdan nurlanishni etkazib berish va olib tashlash bilan bog'liq passiv funktsiyani bajaradi. Bunday dizaynlar juda sezgir va juda oddiy, ammo ular taqsimlangan o'lchash tizimlarida foydalanishga imkon bermaydigan bir qator kamchiliklarga ega. Ushbu kamchiliklar sensorning sezgir elementiga radiatsiya kirishini ta'minlash uchun uzluksiz tolali chiziqni uzish zarurati bilan bog'liq bo'lib, bu o'zaro bog'liqlik elementlarida yorug'lik quvvatining sezilarli darajada yo'qolishiga olib keladi, bundan tashqari, bir-biriga o'xshamaydigan optik komponentlar o'lchash asboblari xususiyatlarining past mexanik barqarorligini keltirib chiqaradi.

Optik tolali datchiklarda VOBRlar nurlanishni aks ettirish rejimida ishlaydi.

Optik tolali datchiklarning boshqa komponentlari, masalan, tolali ajratgichlar 200 - 300 S haroratgacha, radiatsiya manbalari, fotodetektorlar va modulyatorlar esa 100 - 150 S gacha bo'lgan haroratgacha xususiyatlarini o'zgartirmasdan ishlashi mumkin. Shu sababli, manbalar aerokosmik optik tolali telemetriya tizimlarida radiatsiya, sensorli multiplekslash va signallarni qayta ishlash maxsus sovutilgan bloklarga o'ralgan bo'lishi kerak.

Optik tolali sensorlar orasida muhim o'rinni bir tolali ko'p rejimli interferometrlarga asoslangan polarizatsiya sensorlari va sensorlar egallashi mumkin, ular Fabry-Perot tolali interferometrlari kabi faqat bitta o'lchash tolasi yo'lini talab qiladi va qo'shimcha mos yozuvlar qo'lini talab qilmaydi. o'lchov tizimlarini loyihalashni soddalashtiradi.

Optik tolali sensorlar uchun optik tolalar Hozirgi vaqtda optik tolali sanoatning asosiy ustuvor yo'nalishi telekommunikatsiya ilovalari uchun optik tolalarni ishlab chiqishdir. Bu tolalar 0 5 dB/km past susaytiruvchiga ega va 1 3 va 1 55 mikron atrofida spektral diapazonda foydalanish uchun optimallashtirilgan. Ushbu ikki radiatsiya to'lqin uzunligi nol material dispersiyasi (1 3 mkm) va bir rejimli kvarts tolalari uchun minimal yo'qotishlar (1 55 mkm) mavjudligi nuqtai nazaridan qiziqish uyg'otadi. Shu bilan birga, optik tolali datchiklarni yaratish spektrning boshqa mintaqalaridan nurlanish, shuningdek, multimodli optik tolalardan foydalanishni talab qiladi. Elyaf sensorlari uchun yadro diametrini, uning materialini va yadro va qoplamaning sinishi ko'rsatkichlari o'rtasidagi farqni tanlashni optimallashtirish ham katta ahamiyatga ega.

Optik tolali sensorlarda nurlanish manbalari lazerlar (gaz, qattiq holat va yarim o'tkazgich lazerlar), yorug'lik chiqaruvchi diodlar, superlyuminestsent va lazerli optik tolali emitentlardir. Yorug'lik chiqaruvchi diodlar va superlyuminestsent tolali emitentlar o'z-o'zidan yorug'lik chiqarishga asoslangan bo'lib, buning natijasida ular ko'proq keng assortiment radiatsiya va ular tomonidan chiqariladigan yorug'likning ancha qisqa kogerent uzunligi. Bundan tashqari, ushbu yorug'lik manbalarining o'z-o'zidan emissiyasi statistikasi termal nurlanish manbalarining statistikasiga yaqin bo'lib, ular uchun yorug'lik intensivligining o'zgarishini hal qiluvchi ahamiyatga ega. Lazer manbalari Nisbatan past intensivlikdagi shovqin darajasiga va chiqarilgan yorug'likning tor spektrli diapazoniga ega bo'lgan radiatsiya juda kogerent yorug'lik manbalari bo'lib, ularni intensivlikdagi shovqin manbalari va fazaviy shovqin manbalari qiladi.

Tarqalgan SMBS optik tolali sensorlarning fazoviy o'lchamlari zondlash lazer pulsining davomiyligi bilan belgilanadi, tolaning harorati va deformatsiyasini o'lchashning aniqligi o'lchash tizimidagi signal-shovqin nisbati va aniqligi bilan belgilanadi. radiatsiya spektridagi Brilyuen chastotasining siljishini o'lchash.

Bunday mustaqil sensorlar Raman effekti yoki SBS tarqalishiga asoslangan optik tolali harorat sensori bo'lishi mumkin.

Bir qator ishlar optik tolali harorat sensorlarini yaratish bilan bog'liq bo'lib, ularning ishlashi yarimo'tkazgichlarning optik yutilish chetini siljitishga asoslangan.

Optik tolali sensorlarni ishlab chiqishni texnologiyaga joriy etish istiqbollari marketingi sifatida va sanoat ishlab chiqarish, ularning bozori faqat ichida Shimoliy Amerika 2010 yilga borib 5 milliard dollarga yetkaziladi. Optik tolali datchiklardan foydalanishning eng katta istiqbollari kimyo va neftni qayta ishlash sanoati, aviatsiya va kosmik texnologiyalar, transport, qurilish, biotibbiyot sanoati, harbiy sohalarda va boshqalarda ko'rinadi. raqamli xaritalar va global sun'iy yo'ldosh aloqa tizimi bilan birgalikda samolyotlar va avtomobillar uchun sifat jihatidan yangi navigatsiya tizimlarini yaratishga imkon berdi, ular o'zlarining xarakteristikalari bo'yicha elektron hamkasblaridan sezilarli darajada ustundir. Bugungi kunda tolali giroskoplar allaqachon robot qurilmalarning joylashishni aniqlash tizimlariga kiritila boshlandi.

Optik tolali sensorlarning ishlash printsipi o'lchangan fizik miqdorlarni modulyatsiyalangan yorug'lik signaliga aylantirish va keyinchalik uni uzatishga asoslangan. optik tolali liniya aloqa, dekodlash va foydalanish. Lazer, yorug'lik chiqaradigan diod yoki boshqa qurilma tomonidan yaratilgan yorug'lik amplituda, faza, chastota, impuls kengligi va polarizatsiya bo'yicha modulyatsiya qilinishi mumkin. Zarur bo'lganda, modulyatsiyalangan yorug'lik signallari kuchaytiriladi yoki zaiflashadi, masofaga uzatiladi, optikdan raqamliga va aksincha o'zgartiriladi. Optik tolaning xususiyatlaridan foydalanish tabiatiga ko'ra, optik tolali sensorlarni ikki sinfga bo'lish mumkin - tashqi va ichki.

Tashqi sensorlar optik signalni bir nuqtadan ikkinchisiga, yorug'lik manbasidan sensorga va sensordan detektorga uzatish uchun faqat massiv element sifatida tolali chiziqlardan foydalanadi. Tashqi optik tolali qurilmalar tomonidan qabul qilinadigan hodisaning o'lchangan qiymatlari yoki xususiyatlarini baholash natijasi o'z-o'zidan tolaning xususiyatlariga bog'liq emas, chunki quyidagi hodisalar o'lchov ma'lumotlarini olib yuradi: uzilish yorug'lik oqimi, yorug'likni aks ettirish, yorug'likning to'lqin uzunligini filtrlash va turli to'lqin uzunliklarida uzatish, optik tolali liniyaga etkazib beriladigan radiatsiya energiyasini o'zgartirish. Optik tolali liniyaning ikkita qismi o'rtasida uzatiladigan yorug'lik oqimining uzilishidan foydalanadigan sensorlar juda keng tarqalgan va ishlatiladigan juda moslashuvchan qurilmalardir. Datchiklarning ishlashi yorug'lik nurini blokirovka qilish printsipiga asoslanadi. Ushbu turdagi sensorlarga misol sifatida yig'ish liniyasi yoki qadoqlash bilan oziqlanadigan qismlarning hisoblagichi hisoblanadi.

Optik tolaga kiradigan yorug'likning intensivligiga ta'sir qiluvchi sensor, printsipial jihatdan, optik tolaga uzatiladigan signalning rangi yoki chastota spektriga ta'sir ko'rsatishga qodir. Bunday spektral modulyatorlar yorug'lik to'lqin uzunligini filtrlash va turli to'lqin uzunliklarida uzatish bilan bog'liq o'lchov tizimlarining asosi hisoblanadi. Ularning yordami bilan suyuq aralashmalarda turli komponentlarning mavjudligi va miqdoriy nisbati, yopiq hajmlarda rangli tutun paydo bo'lishi, ko'zoynak va qatronlardagi rangli komponentlar, shuningdek, kristallar kabi ma'lum muhitlarning rangi o'zgargan haroratni o'lchash. .

Yorug'lik qizg'inligini yoki optik quvvatni o'lchash datchiklari konveyer yoki tutqichdagi elektron uskunaning bir qismi yoki komponentining holatini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Sensor detektorning etarli darajada yoritilmaganligiga yoki bir yoki ikkita tirqishning noto'g'ri yoritilishiga ta'sir qiladi va qismning holatini to'g'rilash zarurligini bildiradi. Shunga o'xshash qurilmalar robotli yig'ish liniyalarida keng qo'llaniladi. Ular yorug'likning nisbiy o'zgarishiga javob berganligi sababli, ularning aniqligi uning manbai tomonidan yaratilgan yorug'lik intensivligining o'zgarishiga bog'liq emas.

Ichki sensorlarda faol element optik tolaning o'zi bo'lib, uning uzatish xususiyatlarini o'zgartiradi. optik chiziq(yoki uning bo'limi) bir vaqtning o'zida sensorlardir. O'lchangan parametr u yoki bu tarzda tolaning xususiyatlariga va natijada u orqali o'tadigan yorug'lik nurining xususiyatlariga ta'sir qiladi. Bunday holda, tarqalishning guruh yoki faza tezligi, optik tolali chiziqda so'rilgan optik quvvat o'zgarishi mumkin.

Yorug'likning optik tolali chiziqdan o'tgandan keyin qutblanish burchagi o'zgarishini qayd qiluvchi datchiklarning ishlash printsipi optik tolaning optik ko'rsatkichining modifikatsiyasi tufayli qutblanish tekisligining aylanish hodisasiga asoslanadi. elektromagnit maydon. Shu maqsadda ko'plab shishasimon materiallarda uchraydigan magnit-optik Faraday effekti qo'llaniladi.

Robotlar, avtomatik yig'ish liniyalari uchun juda sezgir sensorli sensor talab qilinadi, u oddiy, arzon, kichik o'lchamli, kichik kodga ega, vaqt o'tishi bilan xarakterli barqarorlik va qarshilikka ega bo'lishi kerak. elektromagnit maydonlar. Ushbu sensorlardan birida ajratuvchi, optik tolali qozon va polarizatordan o'tuvchi manbadan yorug'lik nuri nurning spektral tarkibini minimal bosim (tegish) bilan o'lchaydigan sensorga kiradi. Sensordan oyna yordamida o'lchangan spektral tarkibga ega bo'lgan yorug'lik orqaga qaytariladi optik tolali kabel va ajratuvchi filtrga, undan sezgir elementga va chiqish signalini qabul qiluvchiga. Qurilmaning optik sezgirligi bosim va materialga bog'liq. Haroratni o'lchashda yarimo'tkazgichli qurilmadagi o'lchash elementi diskret optik sensor sifatida ishlatilishi mumkin, bu shisha tolali bo'laklar orasiga o'ralgan nozik yarim o'tkazgich plastinka bo'lib, u orqali yorug'lik signali uzatiladi. Butun sensor trubkaga o'ralgan zanglamaydigan po'latdan. Yorug'lik multimod orqali sensorga beriladi va undan chiqariladi optik tola. Yarimo'tkazgich plitasi orqali energiya uzatiladigan to'lqin uzunligi qiymatlari diapazoni chiziqli ravishda ortadi. Sensor 243 dan 573 K gacha bo'lgan haroratni o'lchash uchun mo'ljallangan.

1. Amaliy optika: Proc. nafaqa / L.G.Bobchuk, Yu.V.Bogachev, N.P.Zakaznov va boshqalar; Jami ostida ed. N.P. Zakaznova. M.: Mashinostroenie, 1988. -312 b.
2. Ko'rish tizimlari (asosiy asoslar, apparat va dasturiy ta'minot) / A.N.Pisarevskiy, A.F.Chernyavskiy, G.A.Afanasiev va boshqalar; Jami ostida ed. A.N.Pisarevskiy, A.F.Chernyavskiy. L.: Mashinasozlik. Leningrad. bo'lim, 1988. 424 b.