Главная Физические и химические датчики



Таблица 10. Датчики на основе оптических

Классифик.щия по Г1рннципу действия

А. С приемом излученного света

волокон

Конструкция

Примеры

Излучение или сшчение

Оптический сигнал

Обработка сигнала

В. С оптическим возбуждением

Датчик изобра-жения, инфракрасный измери-тель температуры (пассивный тип), измеритель радиации

Возбуждение

Оптическое возбуждение

Свечение

Оптический сигнал

Сигнал возбуждения

Обработка сигнала

С. с модуляцией световой несушей

С-1. С нриобра.тванием в самом волокне

Люминесцентные датчики температуры и состава вещества

Световая Несущая

Сигнал несущей

Обработка

сигнала

Датчик шумов

C-II. С промежуточным преобразованием а. Прямого типа а-1. Прозрачный

а-2. Отражательный

Световая несущая

Сигнал несущей

Обработка сигнала

Датчик температуры с биметаллическим элементом и с двойным преломлением

Ь. Косвенного типа Ь-1. Оптический

Ь-2 Электрооптический: смешанного типа ][гибрид I)

Световая несущая

Сигнал несущей

Обработка сигнала

Световая несущая

Сигнал несущей

Обработка сигнала

Датчик температуры на паре оптических волокон, датчик положения

Датчик вихревых токов


Оптический источ -> ник электрического питания

Сигнал несущей

Обработка сигнала

Источник световой энергии

Датчик с оптико-электрическим источником питания




олируемых явлений и параметров подобные датчики [иожт укрупненно разделить на следующие типы: 1) с епосредственным приемом изображения и передачей его по оптическому волокну; 2) с детектированием на основе свойств самого оптического волокна; 3) с детектированием на основе оптических свойств других материалов (неволоконных); 4) с использованием классических оптических приборов и механических или электро-

Iмеханических устройств. I Пока еще немного волоконно-оптических датчиков, 1одных по своим технико-экономическим показателям ря практического применения, т. е. эти датчики нахо-Ьятся еще в основном на стадии исследований и разработок. Кроме того, имеются некоторые проблемы на пути внедрения этих датчиков в реальные системы, например передача энергии для обеспечения работы детекторного элемента и достижение механической точности детекторного элемента, соизмеримой с длиной световой волны.

В Японии с 1979 г. началось осуществление большой программы министерства торговли и промышленности под названием «Исследование и разработка систем измерения, контроля и управления на основе прикладной оптики». Программа рассчитана на восьмилетний срок. В соответствии с ней предполагается также достигнуть значительных результатов в области исследований и разработок оптических датчиков, техникой которых стали серьезно заниматься лишь с 1981 г.

На рис. 58 приведен типичный пример системы, в которой нашли применение замечательные особенности оптических волокон. Это система безлюдного контроля за характером всплесков электрического тока от ударов молнии в металлические мачты линии электропередачи. Во время грозовых разрядов напряжение на металлической мачте может повыситься на киловольты. Прежняя техника контроля не позволяла производить достоверные наблюдения характера этих всплесков, которые, кстати, часто выводили аппаратуру контроля из строя. В описываемой системе к мачте крепится трансформатор тока, который воспринимает всплески электрического тока во время грозы. С помощью светодиодов выбросы тока преобразуются в световые сигналы, передаваемые по оптическому волокну на расстояние приблизительно I км. На приемной стороне эти сигналы преобразуются




а. о

а. й о

«и S

фотодиодом в электрические, усиливаются и подвергаются высокоскоростному аналого-цифровому преобра-з)ванию с интервалом выборки 0,1 мкс. Полученные циф-рэвые коды записываются в полупроводниковой памяти. Примерно через 1 с после удара молнии от микро-ЭВМ п )сылается команда коррекции по оптическому волокну в сторону датчика. По этой команде специальная схема на стороне датчика посылает в сторону микро-ЭВМ оптический сигнал коррекции, сравнение с которым позволяет вычислить истинное значение запомненного сигнала от грозового выброса тока. Подобный метод коррекции полностью компенсирует погрешность от потерь в волоконно-оптической линии связи, которых, естественно, не-вэзможно избежать.

Такая система контроля представляет собой удачный пример сочетания особенностей оптических волокон и микро-ЭВМ.

20. Системы домашней автоматизации

Как будут выглядеть дома будущего? Вероятно, ти-чная модель дома будет подобна той, которая изобра-ена на рис. 59. Здесь главный управляющий не человек, а микро-ЭВМ. Контроль за условиями обитания в доме о уществляется вычислительной машиной с помощью разнообразных датчиков. На основе информации от датчиков ЭВМ управляет соответствующими исполнительными устройствами. По функциональному признаку м )жно выделить несколько систем, обслуживаемых до-м шней ЭВМ.

Система безопасности. В этой системе важную роль играют датчики, обнаруживающие пожар (температуру, дым), газы (утечку, затухание огня), утечку электрического тока или короткое замыкание, вторжение посторонних, землетрясение, протечку воды и другие виды ити признаки опасности.

Если происходит что-либо экстраординарное, датчики вырабатывают соответствующие предупредительные сигналы, синтезаторы звука дают словесные сигналы-предупреждения для привлечения внимания хозяев дома приводятся в действие необходимые исполнительные :тройства, например противопожарные. В случае вторжения в помещение вора или грабителя подается громкий сигнал тревоги, который могут услышать ближайшие



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17


0.0112