מה ההבדל בין חיישן סיבים אופטיים לחיישן פוטואלקטרי?

חיישן סיבים אופטייםוחיישן פוטו-אלקטרי, כשני חיישנים טיפוסיים, נמצאים בשימוש נרחב במדידת ייצור, מה ההבדל ביניהם?

1. הגדרות שונות

חיישן סיבים אופטיים:חיישן סיבים אופטיים הוא חיישן הממיר את מצב האובייקט הנמדד לאות אופטי מדיד. עקרון העבודה של חיישן הסיבים האופטיים הוא לשלוח את אלומת מקור האור הנכנסת דרך הסיב האופטי לתוך המאפנן, האינטראקציה בין המאפנן והפרמטרים הנמדדים בחוץ, כך שהמאפיינים האופטיים של האור כגון עוצמת אור, אורך גל, שינוי תדר, פאזה, מצב קיטוב, הופכים לאות האופטי המאופנן, ולאחר מכן דרך הסיב האופטי לתוך המכשיר הפוטואלקטרי, לאחר הדמודולטור כדי לקבל את הפרמטרים הנמדדים.

חיישן פוטואלקטרי:חיישן פוטו-אלקטרי הוא מכשיר הממיר אות אופטי לאות חשמלי. זה עובד על בסיס האפקט הפוטואלקטרי. האפקט הפוטואלקטרי מתייחס לתופעה שכאשר מקרינים אור על חומרים מסוימים, האלקטרונים של החומרים סופגים את אנרגיית הפוטונים ומתרחשת האפקט החשמלי המקביל.

2. ביצועים שונים

חיישן פוטואלקטרי:

⑴ מגוון רחב של תגובה חולפת ויכולת חזקה למדידה הרמונית. איכות מאפייני המעבר היא פרמטר חשוב לשפוט האם ניתן ליישם שנאי במערכת החשמל, במיוחד שיתוף הפעולה עם זמן פעולת הגנת הממסר. בשל קיומה של ליבת ברזל, לשנאי האלקטרומגנטי המסורתי יש מאפייני תגובה גרועים לאותות בתדר גבוה ואינו יכול לשקף את התהליך החולף של הצד הראשוני בצורה נכונה. עם זאת, טווח תדרי המדידה של ה-CT נקבע בעיקר על ידי המעגל האלקטרוני, ואין בעיה עם רווית הליבה, כך שהוא יכול לשקף במדויק את התהליך החולף של הצד הראשוני. בדרך כלל ניתן לעצב עד 0.1Hz עד 1MHz, ניתן לעצב מיוחד עד פס פס של 200MHz. המבנה של חיישן פוטואלקטרי יכול למדוד הרמוניות בקווי מתח גבוה. קשה להגיע אל שנאי האינדוקציה האלקטרומגנטית.

(2) ממשק דיגיטלי, יכולת תקשורת חזקה, מכיוון שהחיישן הפוטואלקטרי למטה הוא האות הדיגיטלי האופטי, ממשק קל עם רשת התקשורת, ואין שגיאת מדידה בתהליך השידור. יחד עם זאת, עם השימוש הנרחב בציוד הגנה ובקרה ממוחשב, השנאי הפוטואלקטרי יכול לספק ישירות את הכמות הדיגיטלית לציוד המשני, מה שיכול לבטל את הממיר ואת חלק דגימת ה-A/D של התקן ההגנה המקורי, לפשט מאוד את ציוד משני, ולקדם את המחקר של עקרונות הגנה חדשים.

(3) גודל קטן, קל משקל, קל לשדרוג, כדי לעמוד בדרישות של מזעור תחנות משנה, וקומפקטי, מכיוון שהחיישן הפוטואלקטרי מבוסס על ראש החיישן ורכישת אותות של המעגל האלקטרוני, נפח קטן, משקל בדרך כלל פחות מ-1000 ק"ג , קל לשילוב ב- AIS או GIS, זה יקטין מאוד את שטח תחנת המשנה, עונה על הדרישות של מזעור וקומפקטיות של תחנת משנה. במקביל, השנאי האופטי מחובר לציוד המשני באמצעות מספר קטן של כבלים אופטיים, מה שיכול להפחית מאוד את תעלת הכבל והכבל.

חיישן סיבים אופטיים:

⑴ יש לו את המאפיינים של הפרעות קרינה אנטי אלקטרומגנטיות ואטומיות, קוטר דק, איכות רכה וקל משקל

(2) תכונות חשמליות של בידוד וללא אינדוקציה

(3) עמידות למים, עמידות בטמפרטורות גבוהות, עמידות בפני קורוזיה ותכונות כימיות אחרות, יכולות להגיע למקום, או להזיק לאנשים באזור (כגון אזור קרינה גרעינית), לשחק את התפקיד של העיניים והאוזניים של אנשים

(4) הוא יכול לחרוג מהגבול הפיזיולוגי של בני אדם ולקבל מידע חיצוני שלא ניתן לחוש על ידי החושים האנושיים.

3. עקרון עבודה שונה

קודם כל, מעיקרון העבודה של השניים, החיישן הפוטואלקטרי מבוסס על עקרון האפקט הפוטואלקטרי לעבוד, כלומר כאשר האור מאיר על החיישן הפוטואלקטרי העשוי ממוליכים למחצה, הוא יפלוט פוטו-אלקטרונים, אשר ניתן להמיר לאנרגיה חשמלית. לדוגמה, נגדי פוטו, פוטודיודות ופוטוטרנזיסטורים הנפוצים בשימוש לבקרת אור מבוססים על אפקט זה.

עקרון עבודה של חיישן פוטו-אלקטרי

חיישן הסיבים האופטיים פועל לפי העיקרון של השתקפות מוחלטת של אור. העיקרון של השתקפות מוחלטת של אור נלמד בפיזיקה בחטיבת הביניים. לדוגמה, חוק השבירה וההחזר של האור של סנל בא לידי ביטוי בבירור על ידי יחסים מתמטיים. אז אנחנו יכולים להשתמש במאפייני העברת האור של הסיב האופטי כדי להמיר את הנמדד לשינויים במאפייני האור, כגון שינוי התדר, אורך הגל, עוצמתו ושלב האור.

4. חומרים שונים

חיישנים פוטו-אלקטריים עשויים בעיקר מחומרים מוליכים למחצה או מחומרי מתכת בעלי אפקטים פוטו-אלקטריים. לדוגמה, חומרי הייצור של פוטודיודות ופוטודיודות כוללים בדרך כלל חומרי סיליקון או חומרי גרמניום, ונגדים רגישים לאור עשויים מחומרי קדמיום גופרתי או אינדיום אנטימוניד.

חיישן סיבים אופטיים מורכב מסיבי זכוכית עם העברת אור גבוהה (בעיקר זכוכית קוורץ), ההרכב פשוט יחסית.

5. מבנה שונה

חיישן פוטואלקטרי הוא פשוט יחסית, כמו פוטודיודה שיש לה סיכה, מעטפת, ליבת צינור וחלקי מעבה זכוכית.

המבנה של חיישני סיבים אופטיים מורכב יחסית, בנוסף לסיבים אופטיים וכמה ציוד היקפי מורכב כבקרת עזר.

6. טווחי מדידה שונים

הטווח הנמדד על ידי החיישן הפוטואלקטרי קטן יחסית, הכולל בדרך כלל עוצמת אור, תאורה, מהירות ותזוזה של מתח.

טווח המדידה של חיישני סיבים אופטיים הוא רחב יחסית, יכול למדוד יותר מ-70 כמויות פיזיות, כגון לחץ, רטט, מהירות, זרם, טמפרטורה, זרימה ושדה מגנטי, כך שהפיתוח העתידי של פוטנציאל חיישני סיבים אופטיים הוא עצום, יכול ייאמר שהוא איחר.

7. יישומים שונים

חיישן פוטו-אלקטרי: חיישן פוטו-אלקטרי עם האלמנט הפוטואלקטרי כאלמנט רגיש, מגוון שלו ומגוון רחב של שימושים. ניתן לחלק את מאפייני הפלט של החיישן הפוטואלקטרי לשתי קטגוריות: המר את הנמדד לשינוי מתמשך של זרם הפוטו-אלקטרי העשוי ממכשירי מדידה פוטואלקטריים, שניתן להשתמש בהם למדידת עוצמת האור וכמויות פיזיקליות כגון טמפרטורת האובייקט, יכולת העברת אור, תזוזה ומצב פני השטח. לדוגמה, מדידת מד עוצמת האור, פירומטר פוטו-אלקטרי, קולורימטר ועכירות פוטו-אלקטרי, ואזעקה פוטו-אלקטרית למניעת שריפה, מהווים את הבדיקה של הקוטר, האורך, האליפטיות וחספוס פני השטח של החלקים המעובדים והתקני זיהוי אוטומטיים אחרים. מכשירים, האלמנטים הרגישים הם אלמנטים פוטואלקטריים. מכשירים אופטואלקטרוניים מוליכים למחצה נמצאים בשימוש נרחב לא רק בתעשייה האזרחית, אלא גם ממלאים תפקיד חשוב בצבא.

לדוגמה, ניתן להפוך את הפוטו-נגד עופרת גופרתי למכשיר ראיית לילה אינפרא אדום, מצלמת אינפרא אדום ומערכת ניווט אינפרא אדום; המרת זרם הצילום הנמדד להמשך שינוי. מגוון מכשירים אוטומטיים פוטואלקטריים מיוצרים על ידי שימוש במאפיין של פלט אות חשמלי "עם" או "בלי" כאשר הוא מואר באור או ללא אור. האלמנט הפוטואלקטרי משמש כאלמנט המרה פוטואלקטרי מיתוג. לדוגמה, התקן קלט פוטואלקטרי למחשב אלקטרוני, מכשיר לוויסות טמפרטורה מיתוג ומד מהירות פוטואלקטרי דיגיטלי למדידת מהירות.

חיישני סיבים אופטיים: יישום של ג'ירוסקופים של הפרעות וחיישני לחץ סורגים בבנייה עירונית של גשרים, DAMS, שדות נפט וכו'. חיישני סיבים אופטיים יכולים להיות מוטמעים בבטון, פלסטיק מחוזק בסיבי פחמן, וחומרים מרוכבים שונים לבדיקת הרפיית מתח, בנייה מתח ולחץ עומס דינמי, כדי להעריך את הביצועים המבניים של הגשר בשלב הבנייה הקצר ובפעולה לטווח ארוך. במערכת החשמל, יש צורך למדוד את הטמפרטורה, הזרם ופרמטרים אחרים, כגון זיהוי הטמפרטורה בסטטור וברוטור של שנאי מתח גבוה ומנוע גדול. מכיוון שחיישנים חשמליים רגישים להפרעות אלקטרומגנטיות, לא ניתן להשתמש בהם בהזדמנויות כאלה, ולכן ניתן להשתמש רק בחיישני סיבים אופטיים.

פרטי התקשרות:

אם יש לך רעיונות, אתה מוזמן לדבר איתנו. לא משנה היכן נמצאים הלקוחות שלנו ומהן הדרישות שלנו, אנו נפעל לפי המטרה שלנו לספק ללקוחותינו איכות גבוהה, מחירים נמוכים, והשירות הטוב ביותר.