Introducción y características de varios sensores de fibra óptica.

En la actualidad, la tecnología de detección de fibra óptica más utilizada en el mercado nacional es la rejilla de fibra de Bragg y los sensores distribuidos basados ​​en la reflexión óptica en el dominio del tiempo. Esta tecnología básicamente puede satisfacer las necesidades de nivel medio a bajo. -mercado final. Hoy en día, los láseres de fibra de frecuencia única con anchos de línea espectrales tan estrechos como 2 kHz y la última generación de tecnología de detección óptica derivada de ellos son muy diferentes de la detección de fibra óptica tradicional. Pueden realizar transmisiones a distancias ultralargas con alta precisión y sensibilidad. Puede cumplir con requisitos más altos, lo que tiene una gran demanda en el mercado de alta gama. Actualmente, esta tecnología aún se encuentra en la etapa de establecimiento de proyectos y de investigación previa en China. Las principales aplicaciones de los sensores de fibra óptica en el mercado nacional son los siguientes cuatro tipos: giroscopios de fibra óptica, sensores de rejilla de fibra, sensores de corriente de fibra óptica e hidrófonos de fibra óptica. La siguiente es una introducción a cada uno de estos cuatro productos. 1. Sensor de rejilla de Bragg de fibra. Los sensores de rejilla de fibra de Bragg son actualmente uno de los puntos de investigación en el campo de los sensores en el país y en el extranjero. Los sensores de fibra óptica tradicionales se pueden dividir básicamente en dos tipos: tipo de intensidad de luz y tipo de interferencia. La desventaja del sensor de intensidad de luz es que la fuente de luz es inestable y la pérdida de fibra óptica y el detector son propensos a envejecer. El sensor de interferencia requiere la misma intensidad de luz de las dos luces de interferencia, por lo que requiere un punto de referencia fijo, que hace que la aplicación sea incómoda. Los sensores de rejilla de Bragg de fibra desarrollados actualmente pueden evitar las dos situaciones anteriores. Sus señales de detección están moduladas en longitud de onda y tienen fuertes capacidades de multiplexación. Los sensores de rejilla de Fiber Bragg son los componentes sensibles más ideales en aplicaciones como la detección del estado de los edificios, la detección de impactos, el control de formas y la detección de amortiguación de vibraciones. Los sensores de rejilla de fibra de Bragg tienen una amplia gama de aplicaciones en geodinámica, naves espaciales, industria energética y detección química. 2. Giroscopio de fibra óptica. Según el principio, los giroscopios de fibra óptica se pueden dividir en tipo de interferencia, tipo de resonancia y tipo Brillouin, que son representantes de las tres generaciones de giroscopios de fibra óptica. La primera generación de giroscopios de fibra óptica de interferencia, la tecnología ahora está madura y es adecuada para la producción y comercialización en masa; la segunda generación de giroscopios de fibra óptica resonantes aún se encuentra en la etapa de desarrollo de investigación de laboratorio para su aplicación práctica; Aún se encuentra en la etapa de investigación teórica. Existen tres métodos de implementación para estructuras de giroscopio de fibra óptica según los componentes ópticos utilizados: sistemas de componentes pequeños discretos, sistemas totalmente de fibra y sistemas de componentes ópticos integrados. En la actualidad, la tecnología de componentes ópticos discretos básicamente se ha retirado. Los sistemas de fibra óptica se utilizan en giroscopios de fibra óptica de circuito abierto, baja precisión y bajo costo. Los giroscopios de dispositivos ópticos integrados son muy populares en los giroscopios de fibra óptica de alta precisión. El proceso, la buena repetibilidad general y el bajo costo son su principal método de implementación. 3. Hidrófono de fibra óptica. Los hidrófonos de fibra óptica se utilizan principalmente para medir señales acústicas submarinas. Convierten señales acústicas submarinas en señales ópticas mediante una detección coherente de fibra óptica de alta sensibilidad y las transmiten al sistema de procesamiento de señales para su identificación a través de fibras ópticas. En comparación con los hidrófonos tradicionales, los hidrófonos de fibra óptica tienen las características de alta sensibilidad, amplio ancho de banda de respuesta e inmunidad a la interferencia electromagnética. Se utilizan ampliamente en exploración militar y petrolera, monitoreo ambiental y otros campos, y tienen un gran potencial de desarrollo. Los hidrófonos de fibra óptica se pueden dividir en tipo de interferencia, tipo de intensidad, tipo de rejilla, etc. según sus principios. Las tecnologías clave de los hidrófonos de fibra óptica de tipo interferencia han madurado gradualmente y han formado productos en algunos campos; los hidrófonos de rejilla de fibra son actualmente un tema de investigación candente. Las tecnologías clave estudiadas involucran fuentes de luz, dispositivos de fibra óptica, tecnología de sonda, tecnología de desvanecimiento antipolarización. y tecnología de desvanecimiento antipolarización, tecnología de desvanecimiento de fase, tecnología de procesamiento de señales, tecnología de multiplexación y tecnología de ingeniería, etc. 4. Sensor de corriente de fibra óptica. El rápido desarrollo de la industria de la energía eléctrica ha llevado al aumento continuo de la capacidad del sistema de transmisión de energía, el nivel de voltaje de operación es cada vez mayor y la corriente es cada vez mayor, lo que hace que sea muy difícil de medir. lo que muestra las ventajas de los sensores de corriente de fibra óptica. En el sistema de energía, el sensor tradicional utilizado para medir la corriente se basa en la inducción electromagnética, que tiene las siguientes desventajas: es fácil de explotar e incluso causar accidentes catastróficos; una gran corriente de falla puede causar la saturación magnética del núcleo de hierro; puede explotar * Efecto de vibración; respuesta de frecuencia lenta; señal de baja precisión susceptible a interferencias; gran tamaño, peso, precio elevado, etc., que han dificultado la satisfacción de las necesidades de desarrollo de la nueva generación de redes eléctricas digitales. En esta época surgieron los sensores de corriente de fibra óptica.

La tecnología de sensores de fibra óptica se desarrolla sobre la base de fibra óptica, comunicación óptica y tecnología optoelectrónica. Tiene poco impacto en la interferencia electromagnética y la corrosión. También puede adaptarse a diversos entornos climáticos hostiles. Puede transmitirse a largas distancias y se ha convertido en un punto de investigación en la industria de los sensores.