Pada tahun 1960, sinar laser diciptakan dan setelah penemuan laser, para penyelidik telah menunjukkan minat untuk mempelajari aplikasi sistem komunikasi serat optik untuk penginderaan, komunikasi data, dan banyak aplikasi lain. Selepas itu sistem komunikasi gentian optik telah menjadi pilihan utama untuk gigabit dan seterusnya penghantaran data gigabit. Jenis komunikasi gentian optik ini digunakan untuk menghantar data, suara, telemetri dan video melalui komunikasi jarak jauh atau rangkaian komputer atau LAN. Teknologi ini menggunakan gelombang cahaya untuk mengirimkan data melalui serat dengan menukar isyarat elektronik menjadi cahaya. Beberapa ciri khas teknologi ini termasuk berat ringan, pelemahan rendah, diameter lebih kecil, penghantaran isyarat jarak jauh, keselamatan penghantaran, dan sebagainya.

Sensor Fiber Optik

Yang ketara, teknologi telekomunikasi telah mengubah kemajuan teknologi gentian optik baru-baru ini. Revolusi terakhir muncul sebagai pereka untuk menggabungkan hasil produktif dari peranti optoelektronik dengan peranti telekomunikasi gentian optik untuk membuat sensor gentian optik. Sebilangan besar komponen yang berkaitan dengan peranti ini sering dikembangkan untuk aplikasi sensor serat optik. Keupayaan sensor gentian optik telah meningkat di tempat sensor tradisional.

Sensor Fiber Optik

Sensor gentian optik juga disebut sebagai sensor gentian optik menggunakan gentian optik atau elemen penderiaan. Sensor ini digunakan untuk merasakan beberapa kuantiti seperti suhu, tekanan, getaran, anjakan, putaran atau kepekatan spesies kimia. Serat memiliki begitu banyak kegunaan dalam bidang penginderaan jauh kerana mereka tidak memerlukan tenaga elektrik di lokasi terpencil dan ukurannya kecil.

Sensor gentian optik adalah yang terbaik untuk keadaan yang tidak sensitif, termasuk bunyi bising, getaran tinggi, panas yang melampau, persekitaran basah dan tidak stabil. Sensor ini boleh dipasang dengan mudah di kawasan kecil dan dapat diletakkan dengan betul di mana sahaja serat fleksibel diperlukan. Pergeseran panjang gelombang dapat dikira menggunakan peranti, reflektor domain frekuensi optik. Kelewatan masa sensor gentian optik dapat diputuskan menggunakan peranti seperti Reflektometer domain masa optik.

Sekatan Diagram Sensor Fiber Optik

Gambarajah blok umum sensor gentian optik ditunjukkan di atas. Gambarajah blok terdiri daripada sumber optik ( Diod pemancar cahaya , LASER, dan Laser diod), gentian optik, elemen penginderaan, alat pengesan optik dan pemprosesan akhir (penganalisis spektrum optik, osiloskop). Sensor ini dikelaskan kepada tiga kategori berdasarkan prinsip operasi, lokasi dan aplikasi sensor.

Jenis Sistem Sensor Fiber-Optik

Sensor ini dapat dikelaskan dan dijelaskan dengan cara berikut:

1. Berdasarkan lokasi sensor, sensor gentian optik dikelaskan kepada dua jenis:

Sensor Fiber-Optik Intrinsik
Sensor Fiber Optik Ekstrinsik

Sensor Fiber Optik Jenis Intrinsik

Dalam jenis sensor ini, penginderaan berlaku dalam serat itu sendiri. Sensor bergantung pada sifat serat optik itu sendiri untuk mengubah tindakan persekitaran menjadi a modulasi dari pancaran cahaya yang melaluinya. Di sini, salah satu sifat fizikal isyarat cahaya mungkin dalam bentuk frekuensi, fasa, intensiti polarisasi. Ciri yang paling berguna dari sensor gentian optik intrinsik adalah, ia memberikan penginderaan terdistribusi pada jarak jauh. Konsep asas sensor gentian optik intrinsik ditunjukkan dalam gambar berikut.

Sensor Fiber Optik Jenis Intrinsik

Sensor Fiber optik Jenis Ekstrinsik

Dalam sensor gentian optik jenis ekstrinsik, serat tersebut dapat digunakan sebagai pembawa maklumat yang menunjukkan jalan ke kotak hitam. Ia menghasilkan isyarat cahaya bergantung pada maklumat yang tiba di kotak hitam. Kotak hitam boleh dibuat dari cermin,gas atau mekanisme lain yang menghasilkan isyarat optik. Sensor ini digunakan untuk mengukur putaran, kecepatan getaran, anjakan, putaran, tork dan pecutan. Yang utama manfaat sensor ini adalah kemampuan mereka untuk mencapai tempat-tempat yang sebaliknya tidak dapat dijangkau.

Sensor Fiber optik Jenis Ekstrinsik

“apa maksud cdi ”

Contoh terbaik dari sensor ini adalah pengukuran suhu dalam mesin jet pesawat yang menggunakan serat untuk menghantar radiasi ke pirometer radiasi, yang terletak di luar mesin. Dengan cara yang sama, sensor ini juga dapat digunakan untuk mengukur suhu dalaman pengubah . Sensor ini memberikan perlindungan isyarat pengukuran yang sangat baik terhadap kerosakan bunyi. Gambar berikut menunjukkan konsep asas sensor gentian optik ekstrinsik.

2. Berdasarkan prinsip operasi, sensor gentian optik dikelaskan kepada tiga jenis:

Berdasarkan intensiti
Berasaskan fasa
Berdasarkan polarisasi

Sensor Fiber Optik berdasarkan intensiti

Sensor gentian optik berdasarkan intensiti memerlukan lebih banyak cahaya dan sensor ini menggunakan gentian teras multi-mod-besar. Gambar yang ditunjukkan memberikan idea tentang bagaimana intensiti cahaya berfungsi sebagai parameter penginderaan dan juga bagaimana susunan ini menjadikan serat berfungsi sebagai sensor getaran. Apabila ada getaran, akan ada perubahan cahaya yang dimasukkan dari satu ujung ke ujung yang lain dan ini akan menjadikan kecerdasan untuk mengukur amplitud getaran.

Sensor Fiber Optik berdasarkan intensiti

Dalam gambar, sensor gentian optik dan getaran yang lebih dekat bergantung pada intensiti cahaya di bahagian kemudian. Sensor ini mempunyai banyak batasan kerana kerugian berubah dalam sistem yang tidak berlaku di persekitaran. Kerugian berubah-ubah ini merangkumi kerugian akibat sambatan, kerugian lenturan mikro & makro, kerugian akibat sambungan pada sendi, dan lain-lain. Contohnya termasuk sensor berdasarkan intensiti atau sensor gelombang mikro dan sensor gelombang evanen.

Kelebihan sensor gentian optik ini merangkumi kos rendah, kemampuan untuk berfungsi sebagai sensor sebaran sebenar, sangat mudah dilaksanakan, kemungkinan berlipat ganda, dan lain-lain. Kelemahannya merangkumi variasi intensiti cahaya dan pengukuran relatif, dll.

Sensor Fiber Optik berasaskan polarisasi

Serat optik berasaskan polarisasi penting untuk kelas sensor tertentu. Harta ini boleh diubah suai dengan pelbagai pemboleh ubah luaran dan dengan itu jenis penderia dapat digunakan untuk pengukuran berbagai parameter.Serat khas dan komponen lain telah dikembangkan dengan ciri polarisasi yang tepat. Umumnya, ini digunakan dalam berbagai ukuran, aplikasi komunikasi dan pemprosesan isyarat.

Sensor Fiber Optik berasaskan polarisasi

Persediaan optik untuk sensor gentian optik berasaskan polarisasi ditunjukkan di atas. Ia dibentuk dengan memolarisasi cahaya dari sumber cahaya melalui polarizer. Cahaya terpolarisasi dimulai pada 45o ke paksi terpilih dari serat pelindung polarisasi birefringent. Bahagian serat ini berfungsi sebagai serat penginderaan. Kemudian, perbezaan fasa antara dua keadaan polarisasi berubah di bawah gangguan luaran seperti tekanan atau regangan. Kemudian, mengikut gangguan luaran, polarisasi output diubah. Oleh itu, dengan mempertimbangkan keadaan polarisasi output pada hujung gentian seterusnya, gangguan luaran dapat dikesan.

Sensor Fiber Optik berasaskan fasa

Jenis sensor ini digunakan untuk mengubah cahaya pemancar pada isyarat maklumat di mana isyaratnya diperhatikan oleh sensor gentian optik berasaskan fasa. Apabila pancaran cahaya melewati interferometer, maka cahaya berpisah menjadi dua balok. Di mana satu sinar terdedah ke lingkungan penginderaan dan sinar lain diasingkan dari lingkungan penginderaan, yang digunakan sebagai rujukan. Setelah kedua-dua balok yang dipisahkan dikumpulkan semula, maka mereka saling menghalangi. Interferometer yang paling biasa digunakan ialah Michelson, Mach Zehnder, Sagnac, parut dan interferometer polarimetrik. Di sini, interferometer Mach Zehnder dan Michelson ditunjukkan di bawah.

Sensor Fiber Optik berasaskan fasa

berikut adalah perbezaan dan persamaan antara kedua-dua interferometer. Dari segi persamaan, Interferometer Michelson sering dianggap sebagai interferometer Mach Zehnder yang dilipat. Konfigurasi interferometer Michelson hanya memerlukan satu pengganding gentian optik. Kerana cahaya melewati dua kali melalui gentian penginderaan dan rujukan, peralihan fasa optik per unit panjang gentian dua kali ganda. Oleh itu, Michelson semestinya mempunyai kepekaan yang lebih baik. Kelebihan lain yang jelas dari Michelson adalah bahawa sensor dapat diinterogasi dengan hanya satu serat antara modul pengesan sumber dan sumber. Tetapi, cermin refleksi berkualiti tinggi diperlukan untuk interferometer Michelson

3. Berdasarkan aplikasi, sensor gentian optik dikelaskan kepada tiga jenis seperti

Sensor Kimia
Sensor Fizikal
Sensor Perubatan Bio

Sensor Kimia

Sensor kimia adalah alat yang digunakan untuk mengubah maklumat kimia dalam bentuk isyarat fizikal yang dapat diukur yang dikaitkan dengan kepekatan spesies kimia tertentu. Sensor kimia adalah komponen penting penganalisis dan mungkin termasuk beberapa peranti yang melakukan hal berikut fungsi: pemprosesan isyarat, pensampelan, dan pemprosesan data. Penganalisis mungkin merupakan bahagian penting dalam sistem automatik.

Sensor Kimia

Kerja penganalisis mengikut rancangan pensampelan sebagai fungsi masa bertindak sebagai monitor. Sensor ini merangkumi dua unit berfungsi: reseptor dan transduser. Di bahagian reseptor, maklumat kimia diubah menjadi tenaga yang dapat diukur oleh transduser. Di bahagian transduser, maklumat kimia diubah menjadi isyarat analitik dan tidak menunjukkan kepekaan.

Sensor Fizikal

Sensor fizikal adalah alat yang dibuat mengikut kesan dan sifat fizikal. Sensor ini digunakan untuk memberikan maklumat mengenai harta fizikal sistem. Sensor jenis ini kebanyakannya ditandakan oleh sensor seperti sensor fotolistrik, sensor piezoelektrik , sensor ketegangan rintangan logam dan sensor resistif piezo semikonduktor.

Sensor Perubatan Bio

Sensor bioperubatan adalah alat elektronik yang digunakan untuk memindahkan pelbagai kuantiti bukan elektrik di bidang bioperubatan menjadi kuantiti elektrik yang mudah dikesan. Kerana alasan ini, sensor ini termasuk dalam analisis penjagaan kesihatan. Teknologi penginderaan ini adalah kunci untuk mengumpulkan maklumat patologi dan fisiologi manusia.

Sensor Perubatan Bio

Aplikasi Sensor Fiber Optik

Sensor gentian optik digunakan dalam berbagai aplikasi seperti

Pengukuran sifat fizikal seperti suhu, anjakan,halaju, ketegangan dalam struktur dari pelbagai saiz atau bentuk apa pun.
Dalam masa nyata, memantau struktur fizikal fizikal.
Bangunan dan jambatan, terowong,Empangan, struktur warisan.
Kamera penglihatan malam, sistem keselamatan elektronik , Pengesanan pelepasan separa dan pengukuran beban roda kenderaan.

Oleh itu, gambaran keseluruhan mengenai sensor gentian optik dan aplikasi telah dibincangkan. Terdapat banyak kelebihan menggunakan sensor gentian optik untuk komunikasi jarak jauh yang merangkumi ukuran kecil, ringan, padat, kepekaan tinggi, lebar jalur lebar, dan lain-lain. Semua ciri ini menjadikan penggunaan gentian optik sebagai sensor terbaik. Selain daripada ini, untuk sebarang bantuan mengenai topik ini atau idea projek berdasarkan sensor , anda boleh menghubungi kami dengan memberi komen di bahagian komen di bawah.

Kredit Foto: