Cảm biến sợi quang là gì?

1. Cảm biến sợi quang là gì?

Cảm biến sợi quang là loại cảm biến được cấu tạo gồm 1 bộ khuếch đại và 1 sợi quang. Sợi quang này được tùy chọn khác nhau tùy theo từng ứng dụng sử dụng. Có 2 loại sợi quang đó là loại thu phát và loại khuếch tán.

Hình 1. Cảm biến sợi quang

2. Ưu nhược điểm và ứng dụng của cảm biến sợi quang

2.1 Ưu điểm của cảm biến sợi quang

- Kích thước nhỏ gọn, nhẹ

- Có thể tích hợp vào một loạt các cấu trúc một cách dễ dàn bao gồm cả vật liệu composite...

- Không dẫn điện

- Không bị nhiễu bởi sóng điện từ và nhiễu tần số radio

- Có khả năng chống chịu tốt với môi trường khắc nghiệt

- Độ nhạy cao

- Có khả năng hình thành mạng lưới cảm biến

- Có khả năng cảm biến ở xa tốt và chức năng cảm biến đa dạng: áp lực, ăn mòn, nhiệt độ và tín hiệu âm thanh…

2.2 Ứng dụng của cảm biến sợi quang

- Những ngành có vật thể cần phát hiện nằm trong không gian giới hạn

- Những ngành lắp đặt thiết bị xử lý trong nhà

- Ngành Y

Đối với những ứng dụng này, hàng nghìn sợi quang phải được sắp xếp cẩn thận theo cùng thứ tự ở cả hai đầu của bó sợi để tạo thành hình ảnh thích hợp. Bó sợi cực kỳ linh hoạt cho phép kiểm tra các vùng không thể tiếp cận được bằng bất kỳ phương tiện nào khác.

Trong ví dụ này, chúng ta có thể thấy các đầu của từng sợi quang. Nhưng trong màn hình sợi quang chất lượng cao thì nhiều sợi quang được bó lại trong cùng vùng quan sát. Bởi vậy ta gần như không nhìn thấy được từng sợi riêng lẻ.

Hình 2. ứng dụng cảm biến sợi quang trong ngành Y

- Ngành Lắp ráp Ô tô

- Các ngành dựa vào thiết bị xử lý các bộ phận rất nhỏ hoặc có nhu cầu phát hiện vị trí chính xác cao (ví dụ: Công nghiệp Bán dẫn).

3. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại cảm biến sợi quang

3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cảm biến sợi quang

Bộ khuếch đại: bao gồm nguồn sáng, bộ xử lý ánh sáng hắt lại, có giao diện vận hành để thiết lập hoạt động của cảm biến và có tín hiệu đầu ra đến thiết bị xử lý khác.

Sợi quang: dẫn hướng ánh sáng từ bộ khuếch đại đến vật thể và dẫn hướng ánh sáng phản hồi ngược trở lại bộ khuếch đại để xử lý.

Đầu Sợi quang: là phương tiện để dẫn hướng thêm và đảm bảo sợi quang được lắp đặt chắc chắn về cơ học. Theo tùy chọn, đầu sợi quang có thể lắp thêm các thấu kính, để định hình tia sáng khi ra khỏi sợi quang hoặc thay đổi góc nhận của ánh sáng phản hồi.

Cảm biến sợi quang sử dụng nguyên tắc phản xạ trong toàn phần để dẫn hướng nguồn sáng dọc theo sợi quang giúp phát hiện vật thể. Ánh sáng đi bên trong sợi quang giống như một dòng nước di chuyển từ đầu này đến đầu kia phản xạ với thành bên trong giúp phát hiện vật và việc di chuyển này mất rất ít độ sáng nên khả năng chính xác là rất cao.