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科普知識(shí)

光纖傳感器與光電傳感器的區(qū)別及應(yīng)用分析

稿件來源:摩爾芯聞 責(zé)任編輯:ICAC 發(fā)布時(shí)間:2020-11-13

  光纖傳感器屬于光電傳感器中的一種,相對(duì)來說,光纖傳感器通常比普通的光電傳感器的精度要高,普通的光電傳感器是指?jìng)鞲衅魃现苯影l(fā)光、收光,由于光的擴(kuò)散等原因,收光量的大小無法精確控制,即導(dǎo)致檢測(cè)的精度無法提高精度,而光纖傳感器通過光纖線傳輸光線,提高光束的聚攏程度,易判斷收光量的大小,檢測(cè)精度要高。

  1、定義不同

  光電傳感器:光電傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種器件。其工作原理基于光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時(shí),物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。

  光纖傳感器:光纖傳感器是一種將被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)的光信號(hào)的傳感器。光纖傳感器的工作原理是將光源入射的光束經(jīng)由光纖送入調(diào)制器, 在調(diào)制器內(nèi)與外界被測(cè)參數(shù)的相互作用,使光的 光學(xué) 性質(zhì)如光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化,成為被調(diào)制的光信號(hào),再經(jīng)過光纖送入光電器件、經(jīng)解調(diào)器后獲得被測(cè)參數(shù)。

  2、性能不同

  光電傳感器:暫態(tài)響應(yīng)范圍寬,諧波 測(cè)量 能力強(qiáng),暫態(tài)特性的優(yōu)劣是判斷一種 互感器 能否在電力系統(tǒng)中獲得應(yīng)用的一個(gè)重要參數(shù),特別是與繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合。傳統(tǒng)電磁式互感器由于存在鐵芯,對(duì)高頻信號(hào)的響應(yīng)特性較差,不能正確反映一次側(cè)的暫態(tài)過程。而光電互感器傳測(cè)量的頻率范圍主要由電子線路部分決定,沒有鐵芯飽和的問題,因此能夠準(zhǔn)確反映一次側(cè)的暫態(tài)過程。一般可設(shè)計(jì)到0.1Hz到1MHz,特殊的可設(shè)計(jì)到200MHz的帶通。光電傳感器的結(jié)構(gòu)可以測(cè)量高壓電力線路上的諧波。而電磁感應(yīng)互感器是難以達(dá)到的。

  數(shù)字接口,通信能力強(qiáng),由于光電傳感器下傳的就是光數(shù)字信號(hào),與通信網(wǎng)絡(luò)容易接口,且傳輸過程中沒有測(cè)量誤差。同時(shí)隨著微機(jī)化的保護(hù)控制設(shè)備的廣泛采用,光電互感器可以直接向二次設(shè)備提供數(shù)字量,這樣就能省去原來保護(hù)裝置中的變換器和A/D采樣部分,使二次設(shè)備得到大大的簡化,推動(dòng)保護(hù)新原理的研究。

  體積小,重量輕、易升級(jí),滿足變電站小型化與緊湊型的要求,由于光電傳感器是靠傳感頭和電子線路進(jìn)行信號(hào)的獲取和處理,體積小,重量一般在1000kg以下,便于集成在 AI S或GIS中,這樣將大大減少變電站的占地面積,滿足變電站小型化和緊湊化的要求。同時(shí)光電互感器通過少量光纜與二次設(shè)備連接,可使電纜溝和電纜大為減。

  光纖傳感器:光纖具有很多優(yōu)異的性能,例如:具有抗電磁和原子輻射干擾的性能,徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能;絕緣、無感應(yīng)的電氣性能;耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等,它能夠在人達(dá)不到的地方,或者對(duì)人有害的地區(qū)(如核輻射區(qū)),起到人的耳目的作用,而且還能超越人的生理界限,接收人的感官所感受不到的外界信息。

  3、應(yīng)用不同

  光電傳感器:用光電元件作敏感元件的光電傳感器,其種類繁多,用途廣泛。按光電傳感器的輸出量性質(zhì)可分為兩類:把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成連續(xù)變化的光電流而制成的光電測(cè)量儀器,可用來測(cè)量光的強(qiáng)度以及物體的溫度、透光能力、位移及表面狀態(tài)等物理量。例如:測(cè)量光強(qiáng)的照度計(jì),光電高溫計(jì),光電比色計(jì)和濁度計(jì),預(yù)防火災(zāi)的光電報(bào)警器,構(gòu)成檢查被加工零件的直徑、長度、橢圓度及表面粗糙度等自動(dòng)檢測(cè)裝置和儀器,其敏感元件均用光電元件。半導(dǎo)體光電元件不僅在民用工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用,在軍事上更有它重要的地位。

  例如用硫化鉛光敏電阻可做成紅外夜視儀、紅外線照相儀及紅外線導(dǎo)航系統(tǒng)等;把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成繼續(xù)變化的光電流。利用光電元件在受光照或無光照射時(shí)"有"或"無"電信號(hào)輸出的特性制成的各種光電自動(dòng)裝置。光電元件用作 開關(guān) 式光電轉(zhuǎn)換元件。例如電子計(jì)算機(jī)的光電輸入器,開關(guān)式溫度調(diào)節(jié)裝置及轉(zhuǎn)速測(cè)量數(shù)字式光電測(cè)速儀等。

  光纖傳感器:城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中,用于測(cè)試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力,從而評(píng)估橋梁短期施工階段和長期營運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。在電力系統(tǒng),需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù),如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等,由于電類傳感器易受電磁場(chǎng)的干擾,無法在這類場(chǎng)合中使用,只能用光纖傳感器。

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