Cómo funcionan los sensores de fibra óptica

El principio de funcionamiento de los sensores de fibra óptica se basa en la propagación y detección de los efectos de la luz.

Un sensor de fibra óptica es un sensor que convierte el estado del objeto medido en una señal luminosa medible. En comparación con los sensores de señales eléctricas tradicionales, los sensores de fibra óptica tienen mayor sensibilidad, mayor ancho de banda de frecuencia y mejor rendimiento antiinterferencias. El principio básico de los sensores de fibra óptica es utilizar las leyes de refracción y propagación de la luz.

Cuando un haz de luz se propaga de un medio a otro, la dirección de propagación del haz de luz se desviará debido al diferente índice de refracción de la luz en diferentes medios. Midiendo la desviación del haz de luz, se puede obtener información relacionada con la cantidad física medida.

El proceso de funcionamiento de los sensores de fibra óptica implica el fenómeno de interferencia de la luz. La interferencia se refiere al patrón de interferencia formado por la superposición de dos o más ondas de luz entre sí. En los sensores de fibra óptica, las mediciones se logran haciendo que las ondas de luz se propaguen a lo largo de diferentes caminos en la fibra óptica y utilizando las diferencias de fase de las ondas de luz a lo largo de diferentes caminos. Cuando la cantidad física medida cambia, la longitud del camino o la fase del rayo de luz cambia, provocando cambios en el patrón de interferencia.

Aplicaciones de los sensores de fibra óptica

1. Campo del sistema de potencia

Es necesario medir temperatura, corriente y otros parámetros, como en el estator y el rotor. de transformadores de alto voltaje y motores grandes para detección de temperatura, etc., dado que los sensores eléctricos son susceptibles a la interferencia de campos electromagnéticos, no se pueden usar en tales situaciones y solo se pueden usar sensores de fibra óptica. Por ejemplo, los sensores de temperatura distribuidos de fibra óptica son una tecnología de alta tecnología desarrollada en los últimos años para la medición en tiempo real de la distribución espacial del campo de temperatura.

2. En el campo de la ingeniería civil

Los sensores de deformación de fibra óptica se utilizan ampliamente en el control de deformaciones de puentes, túneles, metros, presas y otras estructuras de ingeniería. A través de sensores de tensión de fibra óptica, los ingenieros pueden monitorear la tensión de la estructura en tiempo real y descubrir y abordar problemas estructurales de manera oportuna.

3. Campo aeroespacial

Los sensores de tensión de fibra óptica se utilizan para monitorear la deformación estructural de aviones y naves espaciales. A través de sensores de tensión de fibra óptica, los ingenieros pueden monitorear la tensión de la estructura en tiempo real, proporcionando datos importantes para el diseño y la mejora estructural.