Hvad er en fiberoptisk sensor?
En fiberoptisk sensor er en teknologi, der bruger lys til at udføre analyser af fysiske egenskaber i fjernsensorapplikationer. Intrinsiske sensorer bruger selve den optiske fiber som detekterende element, mens ekstrinsiske sensorer bruger fiberoptiske kabler til at overføre lysinformation fra en fjernsensor til elektroniske processorer. Lys kan bruges til at registrere ændringer i mange fysiske og kemiske materialegenskaber til analyse af faktorer som temperatur, tryk eller vibrationer. Disse sensorer fungerer i forskellige industrielle og videnskabelige sammenhænge, såsom måling af borehullet af oliebrønde eller som hydrofoner til sonar og seismiske applikationer. Letvægtsfiberoptik har mange iboende fordele i forhold til foregående teknologier, herunder små, lette størrelser, elektromagnetisk modstand, holdbarhed og øjeblikkelig og nøjagtig transmission af information.
Optiske fibre leder lys fra kilder såsom lasere eller lysemitterende dioder (LED) gennem cylindriske dielektriske bølgeledere. Disse fibre tillader lys at reflektere i en bølgeform med minimalt tab over endog store afstande. Fiberen er lavet af en dielektrisk kerne omgivet af et beklædningslag og belagt med en kappe; disse fibre kan bundles sammen i tykkere kabler. En fiberoptisk sensor giver robust ydeevne under ekstreme forhold, der forbyder direkte observation; disse kan omfatte farlige og fjerntliggende områder, såsom inden i motorer eller eksplosive og ætsende miljøer.
Intrinsiske sensorer kan måle strømmen af materiale gennem mellemrum på op til en meter i lysstien. Dette materiale foretager visse ændringer i lysets kvalitet, som derefter kan afsløre vigtige oplysninger til analyse. Variationer i optisk sti-længde tillader måling af lysets intensitet, polarisering, fase og andre bølgelængdeegenskaber. Den fiberoptiske sensor spreder de modulerede miljøeffekter ved hjælp af lyskilder og detektorer. Yderligere aflæsninger såsom belastning, temperatur og viskositet er mulige.
Optiske og elektroniske sensorer kan også bruge optiske fibre til at transportere information til elektroniske processorer. Disse sensorer af ekstrinsik type er muligvis specielt designet til visse hårde forhold: F.eks. Læsningstemperaturer inde i jetmotorer og transformatorer, hvor varme eller elektromagnetiske felter forbyder andre målemetoder. En ekstrinsik fiberoptisk sensor bruger typisk en multimodefiber, der kan tillade flere bølgelængder eller lysstråler til mere kompleks informationstransmission. Oplysninger fra en elektronisk sensor konverteres gennem en optisk sender og føres over optiske linjer til dens destinationsbase.
Den enkleste type fiberoptisk sensor er kendt som den intensive type; det måler intensitetsmodulation. Spektrale sensorer måler lys, der er moduleret af en miljøeffekt og bruges til at indsamle information, der vedrører lysegenskaber såsom stråling, fluorescens og absorption. Interferometriske sensorer fungerer som faststof-fiberoptiske gyros i rum-, navigations- og minedrift. Det medicinske felt bruger fiberoptiske sensorer til at opnå blodgas- og doseringsinformation; disse passive sensorer er masseproduceret til lave omkostninger og ser ud til at have ingen dårlige effekter for patienter. Fiberoptiske smarte strukturer er indlejret i fremstillede materialer og i storskala strukturer som broer og dæmninger; applikationer udvikles fortsat til eksisterende og nye teknologier.