광섬유 센서와 광전 센서: 차이점 설명

1. 광섬유 센서

광섬유 센서는 측정 대상의 상태를 감지 가능한 광 신호로 변환하는 장치입니다.

광섬유 센서의 작동 원리는 광원에서 광섬유의 빛을 변조기로 향하게 하는 것입니다.

변조기 내에서 빛은 측정 중인 외부 파라미터와 상호 작용하여 강도, 파장, 주파수, 위상 및 편광 상태와 같은 광학적 속성에 변화를 일으킵니다.

이렇게 하면 변조된 광 신호가 광섬유를 통해 광 디바이스로 전송되고 복조 후 측정된 파라미터가 산출됩니다. 이 과정에서 광 빔은 광섬유를 통해 변조기 안팎으로 전달됩니다.

광섬유의 주요 역할은 광선을 전송하는 것이고, 두 번째는 광 변조기 역할을 하는 것입니다.

기존 센서와 비교할 때 광섬유 센서는 몇 가지 고유한 장점이 있습니다. 광섬유 센서는 빛을 민감한 정보 전달체로 사용하고 광섬유를 이 정보를 전송하는 매체로 사용합니다.

따라서 우수한 전기 절연성, 전자기 간섭에 대한 강한 저항성, 비침습성, 고감도, 장거리 모니터링 기능, 내식성, 방폭 특성, 컴퓨터에 쉽게 연결할 수 있는 유연한 광 경로 등 광섬유와 광학 측정의 특성을 모두 갖췄습니다.

센서는 더 민감하고, 정확하고, 적응력이 뛰어나고, 작고, 지능적으로 진화하고 있습니다. 센서는 고온 지역이나 방사능 위험 지역과 같이 사람이 접근할 수 없는 곳에서도 작동하여 인간의 감각을 확장하는 역할을 합니다.

또한 인간의 생리적 한계를 뛰어넘어 감각 지각을 넘어 외부 정보를 포착할 수 있습니다.

2. 광전 센서

광전 센서는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 장치입니다. 광전 센서의 작동은 광전 효과를 기반으로 합니다.

광전 효과는 특정 물질의 전자가 광자의 에너지를 흡수하여 그에 상응하는 전기적 효과를 내는 현상을 말합니다.

광전 효과는 외부 광전 효과, 내부 광전 효과, 태양광 효과의 세 가지 유형으로 분류됩니다.

광소자 소자에는 포토튜브, 광증배관, 포토레지스터, 포토다이오드, 광트랜지스터, 태양전지 등이 있습니다. 이러한 소자의 성능과 특성 곡선을 분석했습니다.

광전 센서는 광자 소자를 변환 구성 요소로 사용합니다. 광센서는 광도, 조도, 라디오메트릭 온도 측정, 가스 성분 분석 등 빛의 양을 직접적으로 변화시키는 비전기적 물리량을 감지할 수 있습니다.

또한 부품 직경과 같이 빛의 양 변화로 변환할 수 있는 기타 비전기적 양을 감지할 수도 있습니다, 표면 거칠기변형률, 변위, 진동, 속도, 가속도는 물론 물체의 모양과 작동 상태를 식별할 수 있습니다.

광전 센서는 비접촉식이며 반응이 빠르고 안정적이어서 산업 자동화 및 로봇 공학 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

새로운 광소자의 지속적인 출현, 특히 CCD 이미지 센서의 출현은 광전 센서의 추가 응용을 위한 새로운 장을 열었습니다.

3. 광섬유 센서와 광전 센서의 차이점은 무엇인가요?

광섬유 센서와 광전 센서는 모두 생산 측정에 널리 사용되는 두 가지 대표적인 센서입니다.

이 둘의 차이점을 원리와 적용 측면에서 분석해 보겠습니다.

(i) 원칙:

(1) 광전 센서:

이 센서는 광전 부품을 감지 요소로 활용합니다. 먼저 측정된 변화를 광 신호의 변화로 변환한 다음, 광전 부품을 사용하여 광 신호를 전기 신호로 변환합니다.

광전 센서는 일반적으로 광원, 광 경로, 광전 부품으로 구성됩니다.

(2) 광섬유 센서:

이 센서는 광원에서 광섬유를 통해 변조기로 빛을 전송합니다.

측정할 파라미터는 변조 영역으로 들어오는 빛과 상호 작용하여 강도, 파장, 주파수, 위상, 편광 상태와 같은 광학적 속성의 변화를 초래합니다.

이를 변조된 신호등이라고 합니다. 광섬유를 통해 광 검출기로 전송되어 복조된 후 측정된 파라미터가 얻어집니다.

(ii) 애플리케이션:

(1) 광전 센서의 응용 분야:

먼지 탁도 모니터링:

환경 보호를 위한 중요한 과제 중 하나는 산업 먼지 오염을 방지하는 것입니다. 산업 먼지 오염을 완화하려면 먼저 배출되는 먼지의 양을 파악해야 하므로 자동 표시 및 경보 한도 초과를 위해 연기 및 먼지 발생원을 모니터링해야 합니다.

연도 가스의 탁도는 연도 내 빛 투과율의 변화로 감지됩니다. 탁도가 증가하면 광원에서 방출되는 빛이 먼지 입자에 의해 더 많이 흡수되고 굴절되어 감지기에 도달하는 빛이 감소합니다.

따라서 광 검출기의 출력 신호 강도는 연도 탁도의 변화를 반영할 수 있습니다.

광 감지 및 자동 제어에 광전지를 사용합니다:

광 감지에 사용되는 광전지의 기본 원리는 포토다이오드와 유사합니다.

그러나 기본 구조와 제조 공정이 완전히 동일하지는 않습니다.

광전지는 작동 시 외부 전압이 필요하지 않으며, 높은 광전 변환 효율, 넓은 스펙트럼 범위, 우수한 주파수 특성 및 낮은 노이즈를 제공합니다.

따라서 광전 판독, 광전자 결합, 광학 격자 거리 측정, 레이저 시준, 영화 사운드 재생, 자외선 모니터, 가스 터빈의 화염 방지 장치 등에 광범위하게 사용됩니다.

(2) 광섬유 센서의 응용 분야:

광섬유 센서는 절연체 오염, 자성, 소리, 압력, 온도, 가속도, 자이로스코프, 변위, 액체 레벨, 토크, 광음향 효과, 전류, 변형률 등 다양한 물리량을 측정하는 데 사용됩니다.