Волоконооптические датчики

Волоконоптические датчики могут достаточно эффективно использоваться в качестве детекторов приближения и уровня. На рис. 4.18 главы 4 показан один из вариантов датчиков перемещении, в котором интенсивность отраженного света модулируется в зависимости от расстояния d до отражающей поверхности.

На рис. 7.28 показан оптический детектор уровня жидкости (см. также раздел 7.8.3). Он состоит из двух оптоволоконных световодов и призмы. Принцип его действия основан на разности коэффициентов преломления воздуха (или газообразной фазы материала) и жидкости, уровень которой необходимо определить. Когда датчик находится выше уровня жидкости, большая часть света передающего световода (левого) попадает в принимающий световод (правый), что возможно благодаря полному внутреннему отражению призмы. Однако часть лучей достигают отражающую поверхность призмы под углами меньшими, чем угол полного внутреннего отражения, и теряются в окружающей среде. Когда призма достигает уровня жидкости, ее угол полного внутреннего отражения изменяется, поскольку коэффициент преломления жидкости превышает коэффициент преломления воздуха. Это приводит к большему падению интенсивности света, измеряемой на конце принимающего световода. Интенсивность света преобразуется в электрический сигнал при помощи соответствующего фотодетектора. На рис. 7.29 показан еще один вариант волокнооптического датчика (данный датчик изготавливается кампанией Gems Sensors, Plainville,CT). Здесь световод имеет U-образную форму. В световоде при погружении в жидкость происходит модуляция интенсивности проходящего света. Рядом с местами изгибов, там где радиус кривизны наименьший, детектор имеет две чувствительные области. Все устройство монтируется в зонде, имеющем диаметр 5 мм, при этом погрешность воспроизводимости результатов такого датчика составляет около 0.5 мм. Отметим, что при вынимании зонда из жидкости в чувствительных областях на нем остаются капли.

Дата добавления: 2014-01-20