光導(dǎo)纖維由纖芯、包層、外套組成。纖芯位于光纖的中心直徑約為 5~75um,是由玻璃或塑料制成的圓柱體,光主要在纖芯中傳輸。圍繞著纖芯的圓筒形部分稱為包層,直徑約為 100~200um,是用較纖芯折射率小的玻璃或塑料制成的。在包層外面通常有一層尼龍外套,直徑約為 1mm,它方面可以增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度,起保護(hù)作用:另一方面用于以分辨各種顏色光纖。數(shù)值孔徑 NA 是光纖的一個(gè)基本參數(shù),它反映了光纖的集光能力。光纖端面的入射光只有處于 20c的錐角內(nèi),進(jìn)入光纖后才能滿足全反射條件,此時(shí)界面的損耗很小,反射率可達(dá) 0.9995。同時(shí)光纖的可彎曲性是它的一大優(yōu)點(diǎn)。若一根直徑為d的圓柱形光纖被彎曲成曲率半徑為R的圓弧形,只要R24d,則給定的 NA 值范圍以內(nèi)的光線都可在彎曲光纖中傳播。由于實(shí)際使用的光纖直徑只有幾十微米,所以光纖即使特別彎曲,局部光路仍可當(dāng)成近似直線。光纖傳感器的原理是基于光纖中光的傳輸特性,當(dāng)光通過光纖時(shí),會(huì)受到外界參數(shù)的影響而產(chǎn)生變化。廣西機(jī)器視覺動(dòng)態(tài)位移傳感器種類
有色金屬型傳感器的工作原理:有色金屬傳感器基本上屬于高頻振蕩型。它有一個(gè)振蕩電路,電路中因感應(yīng)電流在目標(biāo)物內(nèi)流動(dòng)引起的能量損失影響到振蕩頻率的變化。當(dāng)鋁或銅之類的有色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí),振蕩頻率增高;當(dāng)鐵一類的黑色金屬目標(biāo)物接近傳感器時(shí),振蕩頻率降低。如果振蕩頻率高于參考頻率,傳感器輸出信號(hào)。通用型接近傳感器的工作原理:振蕩電路中的線圈L產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。當(dāng)目標(biāo)物接近磁場(chǎng)時(shí),由于電磁感應(yīng)在目標(biāo)物中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流(渦電流)。隨著目標(biāo)物接近傳感器,感應(yīng)電流增強(qiáng),引起振蕩電路中的負(fù)載加大。然后,振蕩減弱直至停止。傳感器利用振幅檢測(cè)電路檢測(cè)到振蕩狀態(tài)的變化,并輸出檢測(cè)信號(hào)。陜西Mems傳感器按需定制光纖傳感器還可以用于智能家居和物聯(lián)網(wǎng)中,實(shí)現(xiàn)智能化控制和監(jiān)測(cè)。
目前已有的光纖光柵靜力水準(zhǔn)儀可以測(cè)量橋梁撓度,但靜力水準(zhǔn)儀(不僅是光纖光柵,還包括振弦式、電子式、雷達(dá)式等其他技術(shù))均采用連通管的方式監(jiān)測(cè)橋梁撓度,存在以下問題:(1)靜力水準(zhǔn)儀能測(cè)量橋梁的靜態(tài)撓度,但是不能監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)撓度,靜力水準(zhǔn)儀采用通液管的方式,即:需要防凍液完全流到傳感器處形成液面產(chǎn)生壓力才能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)壓力或液面高度;(2)靜力水準(zhǔn)儀量程有限,靜力水準(zhǔn)儀做成桶狀形式,不能做的太高,一般量程在300mm左右,常規(guī)的橋梁高程差均大于300mm,需要通過加裝傳感器的方式補(bǔ)償高程差,造成一定的誤差;(3)靜力水準(zhǔn)儀通過通液管中傳遞液體,一般采用內(nèi)徑8mm的PE軟管,隨著時(shí)間的推移,通液管液體的揮發(fā),會(huì)逐漸形成氣泡,監(jiān)測(cè)誤差慢慢變大。線性光纖光柵撓度計(jì)的開發(fā)基于光纖光柵高回彈性位移傳感器,用于監(jiān)測(cè)橋梁的動(dòng)態(tài)撓度
電容式傳感器是一種通過測(cè)量電容值來(lái)感知和測(cè)量物理量的裝置。常見的電容式傳感器包括電容測(cè)厚儀和電容位移傳感器等。電容測(cè)厚儀電容測(cè)厚儀是一種能夠測(cè)量材料厚度的裝置,通過測(cè)量電極間的電容值來(lái)感知厚度變化。這種傳感器通常用于測(cè)量金屬、非金屬等材料的厚度。電容位移傳感器電容位移傳感器是一種能夠測(cè)量物移的裝置,通過測(cè)量電極間的電容值來(lái)感知位移變化。這種傳感器通常用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,用于測(cè)量物體的位置和速度等物理量。在航空航天領(lǐng)域,光纖光柵傳感器能夠準(zhǔn)確測(cè)量飛機(jī)和火箭等飛行器的動(dòng)態(tài)應(yīng)變和溫度變化。
光纖光柵磁傳感器應(yīng)變計(jì)是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用中較多的一類傳感器,目前,無(wú)錫智泰柯云所開發(fā)的傳感器采用鐵鎳合金材質(zhì),采用自有研發(fā)的懸臂梁結(jié)構(gòu)部件,材料成本占整個(gè)傳感器成本的50%,使傳感器的價(jià)格居高不下,且利潤(rùn)較低,采用彈簧鋼取代原有的鐵鎳合金材質(zhì),且更改原有的懸臂梁結(jié)構(gòu)部件,使得性能、穩(wěn)定性不變,整體成本下降30%,滿足輕量化橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。采用彈簧鋼替換目前的合金材料,通過更改懸臂梁受力元件的構(gòu)架,數(shù)據(jù)的一致性未受影響,需進(jìn)一步測(cè)試通過溫補(bǔ)消除溫度對(duì)傳感器自身產(chǎn)生應(yīng)變的效果在未來(lái),光纖光柵傳感器將成為監(jiān)測(cè)技術(shù)中的重要支柱,為各領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新提供強(qiáng)有力的支持。安徽LVDT傳感器價(jià)位
光纖傳感器還可以用于環(huán)境監(jiān)測(cè),如測(cè)量空氣中的污染物和噪音水平。廣西機(jī)器視覺動(dòng)態(tài)位移傳感器種類
傳感器經(jīng)常作為自動(dòng)化產(chǎn)品的一部分,以元件、器件、部件等形式出現(xiàn)在市場(chǎng)上,所以傳感器的范圍不是很明確。但由于它的功能獨(dú)特且不可或缺,很受人們重視。GB7665-87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,傳感器(transducer/sensor)的定義為:能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成,其中敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芎晚憫?yīng)被測(cè)量的部分,轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸和測(cè)量的信號(hào)部分。常用的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)類監(jiān)測(cè)類傳感器種類很多,采用常用的監(jiān)測(cè)原理進(jìn)行分類:l電子式傳感器l振弦式傳感器l光纖光柵式傳感器!廣西機(jī)器視覺動(dòng)態(tài)位移傳感器種類