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科普知識
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光纖傳感器

光纖傳感器詳述

發布日期:2023-02-20 點擊率:145

何謂光纖傳感器

概要

光纖傳感器可將光纖連接到光電傳感器的光源,并在自由安裝到狹窄位置等后進行檢測。

原理和主要類型

原理和主要類型

光纖如圖所示,由中心的纖芯和折射率不同的金屬包層構成。光線入射到纖芯時,會在與金屬包層的邊界面反復進行全反射的同時進入光線。穿過光纖內部,從端面發出的光會以約 60° 的角度進行擴散,并照射到檢測物體上。

此外,纖芯包括以下類型。

塑料型

纖芯為丙烯酸類樹脂,由0.1 至1 mm 直徑的單根或多根制作而成,被聚乙烯等材料包裹。由于重量輕、低成本及不易彎曲等特性已成為光纖傳感器的主流。

玻璃型

由 10 至 100 m 的玻璃光纖組成,并由不銹鋼管包覆。具有使用溫度較高(350℃)等特點。

光纖傳感器大致分為透過型和反射型2 種檢測方法。
透過型由發射器和接收器2 條構成。反射型從外觀來看好像是1 根,但從端面觀察,分為平行型、同軸型及分離型,如右圖所示。

類型特點
平行型
平行型
一般類型,用于塑料光纖。
同軸型
同軸型
分割為中央部(發射)和外圍部(接收),無論檢測體從哪個方向通過,動作位置均不改變的高精度類型。
分離型
分離型
內置多個在玻璃光纖中所使用的數 10 μm 玻璃纖維,分割為發射器和接收器的類型。

光纖傳感器的特點和優點

特點

不限安裝位置,自由度高

不限安裝位置,自由度高

采用了柔韌光纖,可輕松安裝到機械的間隙或狹小空間內。

微小物體檢測

微小物體檢測

傳感器頭尖端非常小,可輕松檢測微小物體。

出色的環境抗耐性

出色的環境抗耐性

由于光纖電纜部無法通過電流,因此完全不受電氣干擾所影響。只要使用耐熱型光纖元件,即使是在高溫場所仍可進行檢測。

光纖傳感器的種類 ?光纖元件種類

分類

光纖元件包括非常多的類型。傳感器頭尖端部不設發射元件和光接收元件的檢測電路,因而對尺寸或外觀的限制較少。以下為基恩士光纖元件FU 系列的分類示例。

標準、輕松安裝

螺紋安裝

螺紋安裝

最一般的光纖傳感器。安裝到支架使用。

圓柱(螺絲組安裝)

圓柱(螺絲組安裝)

安裝在無空間的位置。開孔后,使用螺絲組進行安裝。

集成支架

集成支架

將安裝支架和傳感器一體化。無需繁瑣的組裝作業。

小光斑、窄光束

小光斑反射

小光斑反射

擅長檢測小型目標物。請根據目標物的尺寸進行選擇。

窄光束/高功率

窄光束/高功率

使用鏡頭可控制光的擴散并減少光的偏轉。

透明體檢測

回歸反射

回歸反射

適用于檢測透明體。光往返2 次穿過工件,因此遮光量變多。

限定反射

限定反射

限制檢測距離,因此不受背景的影響。

節省空間

平板支架

平板支架

直接安裝到空間較小的位置。

套管

套管

解決空間問題。可靠近工件。

耐環境

耐油/藥品

耐油/藥品

由于是氟碳聚合物涂層,因此支持接觸油或藥品的環境。

高彈性

高彈性

超過電線的高彎曲性。該類型抗反復彎曲。

耐熱

耐熱

耐熱高達350℃ 的高溫型,產品線十分豐富。

專用應用

區域

區域

最適于工件的偏差或復雜形狀工件的有無檢測。

液位

液位

檢測液位。包括管道安裝型和滲入型。

真空

真空

該傳感器可在真空和高溫環境下使用。

有助于選擇光纖傳感器的術語集

選擇時要點的術語集

解說選擇光纖元件時重要術語含義。

光纖長度

光纖元件的長度。長度越長,越可安裝在距光纖放大器較遠的位置。

環境溫度

可在該溫度范圍內使用光纖元件。當使用的環境溫度較高時,選擇耐熱型則最為理想。

彎曲半徑

指在即使將光纖元件的半徑彎曲到多少mm 使用,仍可在滿足檢測距離性能的同時進行無障礙使用。對于裝配較為困難的場所,這種半徑較小的機型則非常適合。

檢測距離

可檢測的距離。檢測距離的數值越大,越可進行長距離檢測。

光軸直徑

主要為透過型光纖元件的指標。在透過型光纖元件中,可對光軸進行全遮光的大小為標準檢測物體的大小。

最小可檢測物體

該光纖元件為可最大限度檢測的最小檢測物體的尺寸。


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