Оптический датчик это: Оптические датчики – принципы работы – СамЭлектрик.ру

Волоконно-оптические датчики: принцип действия, конструкция, разновидности

Оптически-волоконные детекторы представляют собой устройства, используемые во многих сферах промышленности для определения концентрации веществ, скорости вращения, показателя преломления, механического напряжения, давления, уровня жидкости, температуры, вибрации, ускорения, положения в пространстве. Оптически волоконный тип датчиков приобретает все большее распространение для фиксации изменения параметров в ходе технологических процессов благодаря стабильности в течении продолжительного периода времени, устойчивости к помехам, имеющим электромагнитную природу, возможности бесконтактного измерения и другим преимуществам.

Основу для измерения величины, на которую в ходе определенных воздействий изменяются перечисленные величины, используется изучение показателей отраженного пучка света, пропускаемого через оптическое волокно.

История появления

Развитие технологий предусматривает разработку автоматизированных систем управления и контроля, внедрение сенсорных элементов, позволяющих с высокой точностью контактным или бесконтактным способом определять изменение физических величин. Среди других требований к перспективным конструкциям современных метрологических устройств, специалисты называют:

• долговечность;
• небольшие затраты энергии на работу;
• возможность применения совместно с микроэлектронными устройствами для обработки данных;
• стабильность;
• небольшие габариты;
• малый вес;
• высокая достоверность получаемой информации;
• малая трудоемкость изготовления;
• небольшая стоимость.

Специалисты утверждают, что приобретающие все большую популярность детекторы из оптоволокна соответствуют приведенному списку по большинству пунктов. Оптическая электроника находится на стыке электроники и оптики, принцип ее работы основан на возможности использования в радиотехнике волн оптического диапазона. Возможность синтеза электронного и оптического устройства была обоснована Лоебнером в 1955 г, когда ученый описал основные параметры таких приспособлений, называя их оптронами.

Следующей важной вехой в развитии технологии было создание волокон оптического типа, основанного на успешном опыте получения фирмой Корнинг (США) волокон с небольшим показателем затухания, не превышающим 20 дБ/км. Первые работоспособные прототипы датчиков были разработаны во второй половине 70-х годов прошлого века. Следующие 10 лет после этого (1972-1982 гг) усилия исследователей были направлены на снижение потерь при передаче для оптических волокон различных видов.

Таким образом, изначально предназначенная для обеспечения связи, оптоволоконная отрасль развилась до выпуска приборов, основанных на изучении параметров электромагнитных волн, проходящих через световод и производства высокоточных датчиков.

Общий принцип действия оптоволоконных датчиков

Принцип работы волоконно-оптических датчиков основан на преобразовании сигнала, полученного от чувствительного элемента в результате внешних изменений в показатели рассеянного или отраженного излучения. Специалисты в этой области электроники говорят о том, что в качестве выходного параметра в различных типах детекторов может измеряться:

• Распределение параметров состава излучения по спектру или моде.
• Фаза электромагнитной волны.
• Показатели поляризации.
• Интенсивность оптической волны.

Одним из основных элементов, позволяющих передавать сигнал об изменении свойств или состояния объекта, являются оптические модуляторы.

Важно! При воздействии управляющего сигнала на твердотельные устройства, предназначенные для модулирования электромагнитной волны, за счет изменения параметров материала происходит колебание оптических характеристик используемого вещества.

Общий принцип действия оптоволоконных детекторов состоит в том, что электромагнитная волна, генерируемая супер-люминесцентным оптическим источником или лазером, передается через волокно. При этом вследствие действия внешних факторов наблюдаются изменения в решетках Брэгга или незначительное колебания параметров волокна, которые достигают модуля детектирования, где происходит прием сигнала, его усиление и оценка.

Обратите внимание! Сам по себе прибор представляет собой устройство, имеющее небольшие размеры, характерной особенностью которого является то, что волокно выступает в качестве сенсора, способного определять параметры изменения величин и в качестве линии передачи сигнала.

Разновидности

Управляющий сигнал связан со свойствами материала посредством магнитооптических, акустооптических или электрооптических характеристик. По особенностям строения и принципу действия, специалисты различают такие виды детекторов, как:

• волоконно-оптическая разновидность, отличающаяся тем, что в нем в качестве сенсора выступает волокно, оптические характеристики которого изменяются под воздействием факторов внешней среды;
• элементы с оптически-волоконными связями, в которых сенсор располагается на участке разрыва волокна, в результате чего может воздействовать на светопередачу;
• интегрально-оптические датчики, использующие в качестве чувствительного элемента световод планарного типа, принцип действия которого базируется на нарушении полного внутреннего отражения для лучей, проходящих вдоль его поверхности и выходящих за нее в результате изменения показателей преломления;
• оптопары, имеющие открытый канал, в котором располагается промежуточный элемент или изучаемая среда.

Деформации

1 группа

Специалисты в области автоматики разделяют детекторы этой группы на:

• Датчики деформации, действие которых основывается на изменении параметров дифракционной решетки Брэгга, нанесенных на поверхность волокна. В процессе прохождения через волоконно-оптическую линию излучение воспринимает решетку, как зеркало, показатели отражения которого зависят от ее периода.

Обратите внимание! При изменении параметров тела, связанного с кабелем происходит растяжение или сжатие решеток, в результате чего изменяется показатель их отражения, что фиксирует регистрирующая аппаратура.

2 группа

• Вторая конструкция основана на принципе действия интерферометра Фабри-Перро. Одна сторона кабеля прозрачна и способна пропускать излучение, а другая – полностью отражает его.

Важно! Электромагнитная волна, отраженная от обеих поверхностей поступает на приемник сигнала, где происходит интерференция, анализ картины которой позволяет с высокой точностью определить изменение линейных деформаций волокна.

К числу преимуществ таких конструкций специалисты относят отсутствие чувствительности к электромагнитному излучению, продолжительный срок эксплуатации, большое количество возможных геометрических форм и высокую точность измерения. Среди недостатков чаще всего называется сложность конструкции оптически-электронных составляющих и достаточно высокую стоимость устройства.

Перемещения

Одной из простейших конструкций, основанных на изменении интенсивности, является детектор перемещения. Принцип его работы состоит в том, что свет, поступающий в передающий кабель приемного и осветительного световодов, отражается зеркальной поверхностью, выступающей в этом типе датчика в качестве модулирующего элемента. Зеркало крепится на оптической планке, позволяющей совершать его перемещения с очень малым (0,005 мм) шагом. После отражения от зеркала, сигнал по приемным волокнам кабеля поступает на фотодиод, откуда сигнал направляется на регистрирующую аппаратуру.

Температуры

Определение температуры при помощи волоконно-оптического датчика основано на вибрациях молекулярной решетки, возникающих при прохождении света через область взаимодействия фотонов и электронов. При воздействии на кабель силы натяжения, давления, температуры наблюдается локальное изменение параметров сигнала обратной связи. Измерительные системы, основанные на использовании регистраторов из оптоволокна, применяют сопоставление интенсивности и спектра исходного и обратного рассеянного излучения, после его прохождения по волокну.

Давления

В промышленности измерение давления при помощи оптоволоконных кабелей проводится по оценке интенсивности излучения. Сенсором выступает элемент для измерения давления, в котором дифракционная решетка, локализующаяся между принимающими и передающими волокнами, присоединена к мембране.

Показатели давления определяют на базе оценки количества излучения, попадающего в выходные волокна после отражения от поверхности мембраны. Этот показатель зависит от действующего давления, поскольку в зависимости от его величины меняется расстояние между концом жгута и поверхностью мембраны. Детектор для определения нагрузки, действующей на поверхность, оборудован устройствами температурной компенсации, в процессе измерения он размещается между двумя контактирующими поверхностями.

Угла наклона

Детекторы, обеспечивающие измерение угла наклона в зависимости от положения объекта оснащены системой самокалибровки и устройствами компенсации влияния температуры на результат. Такие конструкции могут использоваться для непрерывного определения угла наклона строительных сооружений и промышленных объектов. Полученные сигналы от детекторов углов наклона передаются на универсальный регистрирующий оптоволоконный модуль.

Среди достоинств конструкций этого типа специалисты называют наличие прочного корпуса из металла, позволяющего выполнять наружный монтаж устройства, быстродействие, высокую точность передаваемой информации, защищенность от действия помех, пожаро- и взрывобезопасность.

Ускорения и вибрации

Волоконно-оптические датчики для определения вибраций, передаваемых узлами агрегатов или строительными конструкциями, нашел широкое применение при выполнении стендовых и лабораторных исследований. Эта разновидность метрологических конструкций представляет собой сенсорный элемент, установленный в металлическом корпусе и соединённый с трансивером оптико-электронного типа при помощи кабеля, на конце которого располагается угловой соединитель.

Среди преимуществ этого устройства специалисты называют продолжительный срок службы, возможность измерения с высокой точностью, даже в условиях повышенных температур, наличие возможности удаленного измерения параметров объекта

Акустический

Акустические устройства распределенного типа за счет отправления сигнала в кабель и последующего отслеживания отражений, рассеиваемых от него по длине волокна, позволяют измерять параметры акустического поля на длине до 50 км. После оценки времени между отправлением импульса и получением рассеянного отражения и анализа параметров получаемой ответной информации можно оценить величину акустического сигнала на всей длине протяженности кабеля.

Применение в экстремальных условиях

Условия внешней или контролируемой среды, в которых один или несколько действующих параметров, например агрессивность, концентрация, радиационная доза имеют предельно возможные значения в течение продолжительного периода времени, называются экстремальными.

Именно в таких условиях чаще всего работают первичные преобразователи выходных величин, получаемых при управлении такими технологическими процессами, как хранение отходов радиоактивного топлива, диагностика и мониторинг инженерных сооружений, имеющих сложную конструкцию, системы добычи, транспортировки и переработки газа, нефти.

Классические тензорезисторы и звенья не могут работать в подобных условиях, учитывая их чувствительность к излучениям электромагнитных волн в диапазоне измерения, ограничения работы в узком температурном диапазоне, невозможность использования в условиях повышенного радиационного фона и т.д.

Радиация

Отсутствие электроснабжения в месте локализации датчика не является помехой для его обеспечения удаленного мониторинга состояния атомных станций в случае повышенного радиационного фона или при возникновении нештатных ситуаций. Используемые в них сенсоры являются стойкими к действию радиации, а электронно-оптические преобразователи могут располагаться от них на расстоянии до 500 км от источника загрязнения.

Работоспособность датчиков в таких условиях позволяет обеспечить контроль над АЭС при возникновении форс мажорных обстоятельств и обеспечить принятие правильных решений по предотвращению расширения области локализации радиации.

Температура

Проблема обеспечения и контроля герметичности емкостей, содержащих жидкий водород, имеющий высокую текучесть и температуру на уровне –253 °С, обусловлена хрупкостью значительного количества материалов в таких условиях и снижением чувствительности датчиков палладиевого типа.

Чувствительные элементы современных детекторов из оптоволокна обладают хорошими показателями холодостойкости (до –270 °С) и высокой теплостойкостью (до +2300 °С), что позволяет обеспечить контроль технического состояния объектов, работающих в области как сверхнизких, так и сверхвысоких температур.

Последнее качество особенно важно при обеспечении измерения сухости перегретого пара в генераторах газа и давления в соплах реактивных двигателей, имеющих температуру до +600 °С, поскольку наиболее подходящие для этих измерений пьезоэлектрические детекторы не могут обеспечить нормальную работу при температуре выше +300 °С.

Электромагнитные помехи

Измерения колебаний физических величин представляет проблему, в случае работы электронного датчика в условиях электромагнитных помех. Среди наиболее часто встречающихся препятствий для нормальной работы устройств, специалисты называют измерение токов и напряжений, имеющих большие величины, наводки на кабели для передачи электричества коаксиального типа, чувствительность аппаратуры к грозовым разрядам, выполнение контроля пульса пациента на специальной медицинской установке.

Чувствительные элементы детекторов волоконно-оптического типа относятся к классу изоляторов и характеризуются отсутствием чувствительности к наводкам и электромагнитным помехам. Эти свойства позволяют с высокой степенью достоверности (класс точности 02s) определять значения токов, величиной до 200 кА и напряжений, величина которых достигает 800 кВ.

Агрессивные средства

Трудностью для детекторов электрического типа является и измерение величин агрессивных химических веществ, продолжительные измерения деформации сооружений и объектов, находящихся под действием динамической нагрузки. Некоторые сложности вызывает и измерения, в которых имеется множество точек контроля, поскольку в этой ситуации наблюдается увеличение объема электрических кабелей до неприемлемых величин.

Чувствительные элементы датчиков из оптоволокна за счет наличия большого количества сенсоров могут выполнять одновременно функции по замеру различных физических величин, например температуры и деформации и т.д. Кабели, имеющие большое количество оптических волокон, способны выполнять измерения температурных полей при помощи тепловизоров и пирометров, а дистанционные замеры при помощи видеокамер скважинного типа.

Метрологическая калибровка

Одной из существенных проблем электромагнитных датчиков, вмонтированных внутрь объектов, например опорные конструкции или стены высоток, бетонные сооружения мостов и гидротехнических плотин является сложность выполнения поверки их показаний и калибровки устройств. Волоконно-оптические детекторы, учитывая их мультимодальность, отличаются встроенной функцией самоконтроля точности метрологических показателей, за которым следует подстройка под заданные параметры без использования эталонов для поверки и остановки технологических процессов.

Сферы применения

Развитие технологии производства волоконно-оптических детекторов позволило не только снизить стоимость этих устройств, но и решить ряд проблем, связанных с невозможностью использования обычных средств тензометрии для определения изменения физических величин в нетипичных условиях. Современные конструкции оптоволоконных детекторов применяются:

• в системах безопасности и оповещения;
• для контроля работы плавильных печей;
• для обнаружения утечек на гидротехнических сооружениях;
• контроль значений температуры во время различных технологических процессов;
• в системах оповещения о пожарной тревоге;
• с целью повышения эффективности использования газовых и нефтяных скважин;
• для контроля герметичности емкостей для хранения сжиженного природного газа в терминалах и на судах;
• при обнаружении протекания в трубопроводах и контроля уровня жидкости.

В дальнейшем специалисты прогнозируют развитие технологии таким образом, что закладываемые при строительстве новых сооружений оптико-волоконные системы смогут обеспечивать контроль и поддержание в необходимом диапазоне всех эксплуатационных параметров каждого объекта. Подобный подход может решить проблему моментального оповещения о происшествии и координации вызова экстренных служб.

Нефтедобыча

Использование волоконно-оптических детекторов позволяет повысить средний дебит каждой скважины, обеспечить увеличение продолжительности эксплуатации дорогостоящего насосного оборудования, достигаемого за счет внедрения систем мониторинга и автоматизации процесса. Получаемая с датчиков информация позволяет осуществлять управление процессом в режиме реального времени, своевременно корректировать параметры процесса.

Перспектива развития отрасли состоит в замене активных детекторов состояния объектов на системы пассивного контроля, что в свою очередь приведет к увеличению коэффициента извлекаемости ископаемых видов топлива и позволит снизить удельные затраты энергии на получение конечного объема продукта.

Транспортировка газа

В сфере газотранспортной системы измерение показателей температуры, давления, коррозии и деформации позволяют своевременно проводить упреждающее обслуживание газопроводов для обеспечения надежности ее работы. При этом типе оптоволоконной деформации используется кабель с дифракционными решетками, позволяющие измерять действующие нагрузки в широком диапазоне значений.

Особенности практического использования детекторов в сфере газодобычи показал наличие круглосуточного оперативного доступа для проверки технического состояния отдельных линий магистрали, что в свою очередь позволило снизить количество аварий на единицу длины трубопровода почти в 2,5 раза.

Хранение отработанного ядерного топлива

Остаточная опасность отработанных частиц ядерного топлива предъявляет особые требования к утилизации остатков продуктов распада. К полигону для хранения токсических соединений предъявляются достаточно строгие требования, среди которых необходимость обеспечения устойчивости к действию геохимических и механических факторов, обеспечение эффективности хранения с низкими эксплуатационными расходами в течение продолжительного периода времени, надежность и точность функционирования оборудования.

Значительно упростить процесс организации хранения этого вида отходов может использование чувствительных оптоволоконных элементов для определения температуры, деформации, смещения.

Авионика и автоэлектроника

Устойчивость к электромагнитным помехам, небольшие габариты, способность сохранять работоспособность в условиях повышенных и пониженных температур у этих детекторов оказались востребованы в области автоэлектроники и авионики. Чаще всего в этих сферах применяются датчики углового и линейного положений, температуры и акселерометры. В области авиации эти устройства нашли применение в используемых там гироскопах, работающих на принципе интерферометра кольцевого типа и в системе навигации летательных аппаратов.

Медицина и биотехнологии

В области медицины и клеточных технологий, эти датчики нашли применение благодаря высокой разрешающей способности, небольшому диаметру и пластичности используемого оптического волокна, биологической и химической стойкости устройств.

Подробнее о применении в ядерной энергетике

В области практического применения ядерной энергетики детекторы этого типа ценят за возможность дистанционного определения ключевых показателей работы станции на безопасном для оператора расстоянии. Источник сигнала может находиться в десятках и сотнях километров от воспринимающего отклик устройства трансивера. Использование оптоволоконного кабеля позволяет избежать применения импульсных трубок, что в свою очередь делает ненужным использование металлоемкая арматура, входящая в состав труб, минимизируются неточности измерений.

Отдельное поступление сигналов обеспечивается за счет того, что каждый детектор имеет свою максимальную длину отражаемой волны. Кроме этого в конструкциях имеющих большое количество установленных в системе датчиков, сигналы от сенсорного элемента поступают с определенным временным интервалом.

виды, устройство, принцип работы, применение

Датчик — это миниатюрное, сложное устройство, которое преобразует физические параметры в сигнал. Подает он сигнал в удобной форме. Основной характеристикой датчика является его чувствительность. Датчики положения осуществляют связь между механической и электронной частью оборудования. Пользуются им для автоматизации процессов. Используются эти устройства во многих отраслях производства.

Описание и назначение

Датчики положения могут быть разными по форме. Изготавливают их для определенных целей. С помощью прибора можно определить месторасположение объекта. Причем физическое состояние не имеет значение. Объект может иметь твердое тело, быть в жидком состоянии, либо даже сыпучим.

При помощи прибора можно решить разные задачи:

• Измеряют положение и перемещение (угловое и линейное) органов в рабочих машинах, механизмах. Измерение может совмещаться с передачей данных.
• В АСУ, робототехнике может быть звеном обратной связи.
• Контроль степени открытия/закрытия элементов.
• Регулировка направляющих шкивов.
• Электропривод.
• Определение данных расстояния до предметов без привязки к ним.
• Проверку функций механизмов в лабораториях, то есть провести испытания.

Классификация, устройство и принцип действия

Датчики положения бывают бесконтактные и контактные.

• Бесконтактные, это приборы являются индуктивными, магнитными, емкостными, ультразвуковыми и оптическими. Они при помощи магнитного, электромагнитного или электростатического поля образуют связь с объектом.
• Контактные. Самым распространенным из этой категории, является энкодер.

Бесконтактный

Бесконтактные датчики положения или сенсорный выключатель, срабатывают без контакта с подвижным объектом. Они способны быстро реагировать и часто включаться.

По прицепу действия бесконтактные бывают:

• емкостными,
• индуктивными,
• оптическими,
• лазерные,
• ультразвуковые,
• микроволновые,
• магниточувствительные.

Бесконтактные могут применяться для перехода на частоту вращения ниже, или остановки.

Индуктивные

Индуктивный датчик бесконтактный работает за счет изменений в электромагнитном поле.

Основные узлы индуктивного датчика изготовлены из латуни либо полиамида. Узлы связанны между собой. Конструкция надежна, способна выдерживать большие нагрузки.

• Генератор создает электромагнитное поле.
• Триггер Шмидта перерабатывает информацию, и передает другим узлам.
• Усилитель способен передавать сигнал на большие расстояния.
• Светодиодный индикатор помогает контролировать его работу и отслеживать изменение настроек.
• Компаунд — фильтр.

Работа индуктивного прибора начинается с момента включения генератора, создается электромагнитное поле. Поле влияет на вихревые токи, которые меняют амплитуду колебаний генератора. Но генератор первый реагирует на изменения. Когда в поле попадает двигающийся металлический предмет, сигнал подается на блок управления.

После поступления сигнала, происходит его обработка. Величина сигнала зависит от объема предмета, и от расстояния, разделяющего предмет и прибор. Затем происходит преобразование сигнала.

Емкостные

Емкостной датчик внешне может иметь обычный плоский или цилиндрический корпус, внутри которого штыревые электроды, и диэлектрическая прокладка. Одна из пластин стабильно отслеживает перемещение предмета в пространстве, в результате изменяется емкость. С помощью этих приборов измеряют угловое и линейное перемещение предметов, их размеры.

Емкостные изделия простоты, обладают высокой чувствительностью и малой инерционностью. Внешнее влияние электрических полей влияет на чувствительность прибора.

Оптические

Оптические датчики называют глазами авторизованного производства. В основном это фотодатчики, работающие в инфракрасной области. Они способны:

• Измерять положение, перемещение предметов, после концевых выключателей.
• Выполнять бесконтактное измерение.
• Выявить положение предметов двигающихся на большой скорости.

Барьерный

Барьерный оптический датчик обозначают латинской буквой «Т». Этот оптический прибор двухблочный. Используется для обнаружения предметов попавших в зону обзора между передатчиком и приемником. Зона действия до 100м.

Рефлекторный

Буквой «R» обозначается рефлекторный оптический датчик. Изделие рефлекторное вмещает в одном корпусе передатчик и приемник. Рефлектор служит отражением луча. Чтобы обнаружить предмет с зеркальной поверхностью в датчике устанавливают поляризационный фильтр. Дальность действия до 8м.

Диффузионный

Датчик диффузионный обозначается буквой «D». Корпус прибора моноблочный. Этим приборам не требуется точная фокусировка. Конструкция рассчитана на работу с предметами, находящиеся на близком расстоянии. Дальность действия 2 м.

Лазерные

Лазерные датчики обладают высокой точностью. Они могут определить место, где происходит движение и дать точные размеры объекта. Приборы эти небольших габаритов. Потреблении энергии приборами минимальное. Изделие моментально способно выявить чужого и сразу включить сигнализацию.

Основа работы лазерного прибора — измерить расстояние до предмета с помощью треугольника. Излучается лазерный луч из приемника с высокой параллельностью, попадая на поверхность предмета, отражается. Отражение происходит под определенным углом. Величина угла зависит от расстояния, на котором находится предмет. Отраженный луч возвращается в приемник. Считывает информацию интегрированный микроконтроллер – он определяет параметры объекта и его расположение.

Ультразвуковые

Ультразвуковые датчики – это сенсорные приборы, которые используются для преобразования электрического тока в волны ультразвука. Их работа основана на взаимодействии колебаний ультразвука с контролируемым пространством.

Работают приборы по принципу радара — улавливают объект по отраженному сигналу. Звуковая скорость постоянная величина. Прибор способен вычислить расстояние до объекта в соответствии с диапазоном времени, когда вышел сигнал и вернулся.

Микроволновые

Микроволновые датчики движения излучают высокочастотные электромагнитные волны. Изделие чувствительно к изменению отражаемых волн, которые создаются объектами в контролируемой зоне. Объект же может быть теплокровным, живым, или просто предметом. Важно чтобы объект отражал радиоволны.

Используемый принцип радиолокации, позволяет обнаружить объект и вычислить скорость его перемещения. При движении срабатывает прибор. Это эффект Допплера.

Магниточувствительные

Этот вид приборов изготавливают двух видов:

• на основе механических контактов;
• на основе эффекта Холла.

Первый может работать при переменном и постоянном токе до 300V или при напряжении близком к 0.

Изделие на основе эффекта Холла чувствительным элементом отслеживает изменение характеристик при действии внешнего магнитного поля.

Контактный

Контактные датчики — это изделия параметрического типа. Если наблюдаются трансформации механической величины, у них изменяется электрическое сопротивление. В конструкции изделия два электрода, которые обеспечивают контакт входа приемника с грунтом. Емкостной преобразователь состоит из двух металлических пластин, держат они два оператора, установленных на удалении друг от друга. Одной пластиной может быть корпус приемника.

Контактный угловой датчик называют энкодер, используется для определения угла поворота вращающегося предмета. Нейтральный отвечает за режимом работы двигателя.

Ртутный

Ртутные датчики положения имеют стеклянный корпус и по размерам схожи с неоновой лампой. Имеется два вывода-контакта с капелькой ртутного шарика внутри стеклянной вакуумной, запаянной колбы.

Используется автомобилистами для контроля угла наклона подвески, открытия капота, багажника. Используют его и радиолюбители.

Сферы применения

Области использования миниатюрных устройств обширны:

• Используют в машиностроении для сборки, тестирования, упаковки, сварки, заклепки.
• В лабораториях применяют для контроля, измерения.
• Автомобильной технике, в транспортной промышленности, подвижной технике. Наиболее популярен датчик нейтральной передачи для МКПП. Во многих системах управления автомобилей присутствуют датчики. Они есть в механизме рулевого управления, клапана, педали, в подкапотных системах, в системах управления зеркалами, креслами, откидными крышами.
• Применяют их в конструкциях роботов, в научной сфере и сфере образования.
• Медицинской технике.
• Сельском хозяйстве и спецтехнике.
• Деревообрабатывающей промышленности.
• Металлообрабатывающей области, в станках металлорежущих.
• Проволочном производстве.
• Конструкциях прокатных станов, в станках с программным управлением.
• Системы слежения.
• В охранных системах.
• Гидравлических и пневматических системах.

90000 RF Wireless Vendors and Resources 90001 90002 About RF Wireless World 90003 90004 The 90005 RF Wireless World 90006 website is a home of RF and Wireless Vendors and Resources. The site covers articles, tutorials, vendors, terminology, source code (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), test and measurement, calculators, news, books, downloads and more. 90007 90004 The RF Wireless World site covers resources on various topics such as RF, wireless, vsat, satellite, radar, fiber optics, microwave, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Internet of Things (IoT), M2M, Ethernet etc.These resources are based on IEEE and 3GPP standards.It also has academic section which covers colleges and universities in engineering and MBA disciplines. 90007 90010 Articles on IoT based Systems 90011 90012 90004 90005 IoT based Fall detection system for elderly 90006: The article covers architecture of the Fall detection system used for elderly people. It mentions benefits or advantages of IoT Fall detection system. Read More➤ 90016 Also refer other articles on IoT based systems as follows: 90016 • AirCraft Lavatory Cleanliness System • Collision Impact Measuring System • Perishable Food and Vegetables Tracking System • Driver Assistance System • Smart Retail System • Water Quality monitoring System • Smart Grid System • Zigbee based Smart Lighting System • Zigbee based smart parking system • LoRaWAN based smart parking system 90007 90019 90010 RF Wireless Articles 90011 90004 This Articles section covers articles on Physical layer (PHY), MAC layer, protocol stack and network architecture based on WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit ethernet based IEEE / 3GPP etc .standards. It also covers test and measurement related articles on compliance testing used for device RF / PHY conformance tests. REFER ARTICLES INDEX >>. 90007 90019 90004 90005 5G NR physical layer 90006: The physical layer processing for 5G NR PDSCH channel and 5G NR PUSCH channel have been covered stepwise. This 5G physical layer description is as per 3GPP physical layer specifications. Read More➤ 90007 90019 90030 90004 90005 Repeater basics and repeater types 90006: It explains functions of different types of repeaters used in wireless technologies.Read More➤ 90007 90019 90004 90005 Fading basics and types 90006: This article covers small scale fading, large scale fading, slow fading, fast fading etc. used in wireless communication are explained. Read More➤ 90007 90019 90004 90005 5G Cell Phone architecture 90006: This article covers 5G Cell Phone Block diagram with internal modules of 5G Cellular phone architecture. Read More➤ 90007 90019 90046 90004 90005 Interference basics and Interference types: 90006 This article covers adjacent channel Interference, co-channel Interference, EM Interference, ICI, ISI, light Interference, Sound Interference etc.Read More➤ 90007 90019 90010 5G NR Section 90011 90004 This section covers 5G NR (New Radio) features, numerology, bands, architecture, deployment, protocol stack (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) etc. 5G NR Quick reference Index >> 90016 • 5G NR Mini Slot • 5G NR Bandwidth Part • 5G NR CORESET • 5G NR DCI Formats • 5G NR UCI • 5G NR slot formats • 5G NR RRC IEs • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • 5G NR Reference Signals • 5G NR m-Sequence • 5G NR Gold Sequence • 5G NR Zadoff Chu Sequence • 5G NR Physical layer • 5G NR MAC layer • 5G NR RLC layer • 5G NR PDCP layer 90007 90019 90010 Wireless Technology tutorials 90011 90004 This section covers RF and Wireless tutorials.It covers tutorials on topics such as cellular communication, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, radar, VSAT, satellite, wlan, waveguide, antenna, femtocell, test and measurements, IoT etc. Refer TUTORIALS INDEX >> 90007 90019 90004 90005 5G tutorial 90006 -This 5G tutorial also covers following sub topics on the 5G technology: 90016 5G basics tutorial Frequency Bands millimeter wave tutorial 5G mm wave frame 5G mm wave channel sounding 4G Vs 5G 5G test equipments 5G network architecture 5G NR network interfaces channel sounding Channel types 5G FDD vs TDD 5G NR network slicing What is 5G NR 5G NR deployment modes What is 5G TF 90007 90019 90004 This 90005 GSM tutorial 90006 covers GSM basics, network architecture, network elements, system specifications, applications, GSM burst types, GSM frame structure or frame hierarchy, logical channels, physical channels, GSM physical layer or speech processing, GSM mobile phone network entry or call setup or Power ON procedure, MO call, MT call, VAMOS, AMR, MSK, GMSK modulation, physical layer, protocol stack, mobile phone basics, RF planning, PS call downlink and PS call uplink.90016 ➤Read more. 90007 90004 90005 LTE Tutorial 90006 covering LTE system architecture covering LTE EUTRAN and LTE Evolved Packet Core (EPC) basics. It provides link to LTE system overview, LTE air interface, LTE terminology, LTE UE categories, LTE frame structure, LTE physical layer, LTE protocol stack, LTE channels (logical, transport, physical), LTE throughput, LTE carrier aggregation, Voice Over LTE, LTE advanced, LTE vendors and LTE vs LTE advanced.➤Read more. 90007 90019 90010 RF Technology Stuff 90011 90004 This page of RF wireless world covers step by step design of RF frequency converter with example of 70 MHz to C band RF UP converter for microstrip board using discrete RF components viz. Mixers, Local oscillator, MMICs, synthesizer, OCXO reference oscillator, attenuator pads. ➤Read more. 90016 ➤RF Transceiver Design & Development ➤RF Filter design ➤VSAT System ➤Types & basics of microstrip ➤Waveguide basics 90007 90019 90010 Test and Measurement Section 90011 90004 This section covers T & M resources, test and measurement equipments for testing DUTs based on WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE standards.Test and Measurement INDEX >> 90016 ➤PXI system for T & M. ➤Signal generation and analysis ➤PHY layer measurements ➤WiMAX device conformance test ➤Zigbee conformance test ➤LTE UE conformance test ➤TD-SCDMA conformance test 90007 90019 90010 Fiber Optic Technology 90011 90004 90005 Fiber optic component 90006 basics including detector, optical coupler, isolator, circulator, switches, amplifier, filter, equalizer, multiplexer, connectors, de-multiplexer etc.This components are used in fiber optic communication. Optical Components INDEX >> 90016 ➤Fiber optic communication tutorial ➤APS in SDH ➤SONET basics ➤SDH Frame structure ➤SONET vs SDH 90007 90019 90010 RF Wireless Vendors, Manufacturers 90011 90004 RF Wireless World site covers manufacturers and vendors of various Rf components, systems and subsystems for vivid applications, refer Vendors INDEX >>. 90007 90103 90004 RF Component vendors covering rf isolator, rf circulator, rf mixer, rf amplifier, rf adapter, rf connector, rf modulator, rf transceiver, PLL, VCO, synthesizer, Antenna, oscillator, power divider, power combiner, filter, attenuator, diplexer, duplexer, chip resistor, chip capacitor, chip inductor, coupler, EMC stuff, RF Design Software, dielectric material, diode etc.RF Components Vendors >> 90016 ➤LTE Base station ➤RF Circulator ➤RF Isolator ➤Crystal oscillator 90007 90019 90010 MATLAB, Labview, Embedded Source codes 90011 90004 The RF Wireless World’s source code section covers MATLAB, VHDL, VERILOG and LABVIEW Programming languages ​​related codes. These codes are useful for beginners in these languages. REFER SOURCE CODE INDEX >> 90016 ➤3 to 8 decoder VHDL code ➤Scrambler descrambler MATLAB code ➤32 bit ALU Verilog code ➤T, D, JK, SR flipflop labview codes 90016 90007 90016 90010 * General public health information * 90011 90004 Do these five simple things to help stop coronavirus (COVID-19).90016 DO THE FIVE 90016 1. HANDS: Wash them often 90016 2. ELBOW: Cough into it 90016 3. FACE: Do not touch it 90016 4. FEET: Stay more than 3ft (1m) apart 90016 5. FEEL: Sick? Stay home 90016 90007 90016 90004 Use Contact Tracing Technology >>, Follow social distancing >> guidelines and install data surveillance system >> to save hundreds of lives. Use of Telemedicine concept has become very popular in countries such as USA and China to stop the spread of COVID-19 as it is contagious disease.90007 90019 90010 RF Wireless Calculators and converters 90011 90004 The calculators and converters section covers RF calculators, wireless calculators as well as unit converters. These covers wireless technologies such as GSM, UMTS, LTE, 5G NR etc. REFER CALCULATORS Index >>. 90016 ➤5G NR Throughput calculator ➤5G NR ARFCN vs frequency conversion ➤LoRa Data Rate Calculator ➤LTE EARFCN to Frequency conversion ➤Yagi Antenna Calculator ➤5G NR sampling time calculator 90007 90019 90010 IoT-Internet of Things Wireless Technologies 90011 90004 The section on IoT covers Internet of Things wireless technologies such as WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug and more.It also covers IoT sensors, IoT components and IoT companies. 90016 Refer IoT main page >> and following links. 90016 ➤THREAD ➤EnOcean ➤LoRa tutorial ➤SIGFOX tutorial ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB 90007 90016 90016 90010 RELATED POSTS 90011 90016 90010 RF Wireless Tutorials 90011 90016 90016 90010 Different types of sensors 90011 90016 90154 Share this page 90155 90016 90154 Translate this page 90155 90016 .90000 Different Types of Optical Sensors and Applications 90001 90002 An optical sensor converts light rays into an electronic signal. The purpose of an optical sensor is to measure a physical quantity of light and, depending on the type of sensor, then translates it into a form that is readable by an integrated measuring device. Optical Sensors are used for contact-less detection, counting or positioning of parts. Optical sensors can be either internal or external. External sensors gather and transmit a required quantity of light, while internal sensors are most often used to measure the bends and other small changes in direction.90003 90002 The measurands possible by different optical sensors are Temperature, Velocity Liquid level, Pressure, Displacement (position), Vibrations, Chemical species, Force radiation, pH- value, Strain, Acoustic field and Electric field 90003 90006 90007 Types of Optical Sensors 90008 90002 There are different kinds of optical sensors, the most common types which we have been using in our real world applications as given below. 90003 90011 90012 Photoconductive devices used to measure the resistance by converting a change of incident light into a change of resistance.90013 90012 The photovoltaic cell (solar cell) converts an amount of incident light into an output voltage. 90013 90012 The Photodiodes convert an amount of incident light into an output current. 90013 90018 90002 Phototransistors are a type of bipolar transistor where the base-collector junction is exposed to light. This results in the same behavior of a photodiode, but with an internal gain. 90003 90002 The operating principle is the transmitting and receiving of light in an optical sensor, the object to be detected reflects or interrupts a 90022 light beam sent out by an emitting diode 90023.Depending on the type of device, the interruption or reflection of the light beam is evaluated. This makes it possible to detect objects independently of the material they are constructed from (wood, metal, plastic or other). Special devices even allow for a detection of transparent objects or those with different colors or variations in contrast. Different types of optical sensors as explained below. 90003 90025 90025 Different Types of Optical Sensors 90027 Through-Beam Sensors 90028 90002 The system consists of two separate components the transmitter and the receiver are placed opposite to each other.The transmitter projects a light beam onto the receiver. An interruption of the light beam is interpreted as a switch signal by the receiver. It is irrelevant where the interruption occurs. 90003 90031 90031 90002 90034 90034 90003 90002 90022 Advantage: 90023 Large operating distances can be achieved and the recognition is independent of the object’s surface structure, color or reflectivity. 90003 90002 To guarantee a high operational dependability it must be assured that the object is sufficiently large to interrupt the light beam completely.90003 90027 Retro-Reflective Sensors 90028 90002 Transmitter and receiver are both in the same house, through a reflector the emitted light beam is directed back to the receiver. An interruption of the light beam initiates a switching operation. Where the interruption occurs is of no importance. 90003 90002 90048 90048 90003 90002 90022 Advantage: 90023 Retro-reflective sensors enable large operating distances with switching points, which are exactly reproducible requiring little mounting effort.All objects interrupting the light beam are accurately detected independently of their surface structure or color. 90003 90027 Diffuse Reflection Sensors 90028 90002 Both transmitter and receiver are in one housing. The transmitted light is reflected by the object to be detected. 90003 90002 90060 90060 90003 90002 90022 Advantage: 90023 The diffused light intensity at the receiver serves as the switching condition. Regardless of the sensitivity setting the rear part always reflects better than the front part.This leads to the consequence to erroneous switching operations. 90003 90007 Different Light Sources For Optical Sensors 90008 90002 There are many types of light sources. The sun and light from burning torch flames were the first light sources used to study optics. As a matter of fact, light coming from certain (exited) matter (e.g., iodine, chlorine, and mercury ions) still provides the reference points in the optical spectrum. One of the key components in optical communication is the monochromatic light source.In optical communications, light sources must be monochromatic, compact, and long lasting. Here are two different types of light source. 90003 90027 1. LED (Light Emitting Diode) 90028 90002 During the recombination process of electrons with holes at the junctions of n-doped and p-doped semiconductors, energy is released in the form of light. The excitation takes place by applying an external voltage and the recombination may be taking place, or it may be stimulated as another photon. This facilitates coupling the LED light with an optical device.90003 90075 90075 A LED is a pn semiconductor device that emits light when a voltage is applied across its two terminals 90027 2. LASER (Light Amplification by Stimulated Emission Radiation) 90028 90002 A laser is created, when the electrons in the atoms in special glasses , crystals, or gasses absorb energy from an electrical current they become excited. The excited electrons move from a lower-energy orbit to a higher-energy orbit around the atom’s nucleus. When they return to their normal or ground state this leads to the electrons emit photons (particles of light).These photons are all at the same wavelength and coherent. The ordinary visible light comprises multiple wavelengths and is not coherent. 90003 90081 90081 LASAR Light Emission Process 90027 Applications of Optical Sensors 90028 90002 Application of these optical sensors ranges from computers to motion detectors. For optical sensors to work effectively, they must be the correct type for the application, so that they maintain their sensitivity to the property they measure. Optical sensors are integral parts of many common devices, including computers, copy machines (xerox) and light fixtures that turn on automatically in the dark.And some of the common applications include alarm systems, synchros for photographic flashes and systems that can detect the presence of objects. 90003 90087 Ambient Light Sensors 90088 90002 mostly we have seen this sensor on our mobile handsets. It will extend the battery life and enables easy-to-view displays that are optimized for the environment. 90003 90091 90091 Ambient Light Sensors 90087 Biomedical Applications 90088 90002 optical sensors have robust applications in the biomedical field.Some of the examples Breath analysis using tunable diode laser, Optical heart-rate monitors an optical heart-rate monitor measures your heart rate using light. A LED shines through the skin, and an optical sensor examines the light that reflected back. Since blood absorbs more light, fluctuations in light level can be translated into heart rate. This process is called as photoplethysmography. 90003 90002 90098 90098 90003 90087 Optical Sensor Based Liquid Level Indicator 90088 90002 Optical Sensor Based Liquid Level Indicator consist of two main parts an infrared LED coupled with a light transistor, and a transparent prism tip in the front.The LED projects an infrared light outward, when the sensor tip is surrounded by air the light reacts by bouncing back with-in the tip before returning to the transistor. When the sensor is dipped in liquid, the light disperses throughout and less is returned to the transistor. The amount of reflected light to the transistor affects output levels, making point level sensing possible 90003 90105 90105 Optical Level Sensor 90002 Have you got the basic information of an optical sensor? We acknowledge that the above-given information clarifies the basics of optical sensor concept with related images and various real-time applications.Furthermore, any doubts regarding this concept or to implement any sensor-based projects, please give your suggestions and comments on this article you can write in the comment section below. Here is a question for you, what are the different light sources of an optical sensor? 90003.90000 What is an Optical Sensor? (With pictures) 90001 90002 An optical sensor is a device that converts light rays into electronic signals. Similar to a photoresistor, it measures the physical quantity of light and translates it into a form read by the instrument. Usually, the optical sensor is part of a larger system integrating a measuring device, a source of light and the sensor itself. This is generally connected to an electrical trigger, which reacts to a change in the signal within the light sensor.90003 90004 Optical sensors convert light rays into electronic signals. 90002 One of the features of an optical sensor is its ability to measure the changes from one or more light beams.This change is most often based around alterations to the intensity of the light. When a phase change occurs, the light sensor acts as a photoelectric trigger, either increasing or decreasing the electrical output, depending on the type of sensor. 90003 90007 Motion detectors use optical sensors to function.90002 Optical sensors can work either on the single point method or through a distribution of points. With the single point method, a sole phase change is needed to activate the sensor. In terms of the distribution concept, the sensor is reactive along a long series of sensors or single fiber-optic array.90003 90002 Want to automatically save time and money month? Take a 2-minute quiz to find out how you can start saving up to $ 257 / month. 90003 90002 Other features of optical sensors include the distinction of whether it is placed internally or externally in a device. External transducers register and transmit the necessary quantity of light.These are known as extrinsic sensors. Intrinsic sensors are those that are embedded within a optical fiber or device. These are generally used to measure smaller changes such as a bend or slight change in direction. 90003 90002 The major importance to the proper use of an optical sensor is that it retains certain facets of measured properties.It must always remain sensitive to the property. To the same point, it must be insensitive to any other property. In addition, it can not influence what measurement is normally being made. That is, it can not alter the amount of light impacting the photoelectric property. 90003 90002 Optical sensors have a variety of uses. They can be found in everything from computers to motion detectors.For example, when the door to a completely darkened area such as the inside of a copy machine is opened, light impacts the sensor, causing an increase in electrical productivity. This will trigger an electric response and stop the machine for safety. 90003 90002 Due to the nature of photoelectric sensors, the registration head of the device must remain clean at all times.Things like dust and materials can prevent the proper reception of light, limiting the success of the sensor to perform its job. Without the proper level of light, a photosensitive device can not create or limit adequate amounts of electricity. 90003 90020 Copy machines and scanners rely on optical sensors to function..90000 Optical Sensor Products 90001 90002 90003 How Optical Sensors Work 90004 90005 90006 Core of the optical measurement technique is a fluorescent analyte-sensitive dye. This dye is embedded in a polymer matrix so it does not leach into the culture medium or sample. The indicator dye is excited by light of a certain wavelength and emits fluorescence in response. According to the amount of analyte molecules present the dye changes its fluorescence signal. This signal change can be measured with the respective electro-optical meter and translated in concentration values.To transfer excitation light to the optical sensor with the indicator dye and the sensor response back to the reader optical fibers are used. The indicator inside its polymer matrix can be coated on carrier materials or directly onto the distal end of an optical fiber, so different optical sensor designs can be realized. 90007 90002 90003 The Right Optical Sensor for Each Application 90004 90005 90006 The most versatile version of optical sensors are our sensor spots. Here the indicator dye is coated on a small round foil layer, with a diameter of usually 5 mm.These sensor spots for either O 90013 2 90014, pH or carbon dioxide can be glued to the inner surface of transparent vessels or optical windows, where they are in contact with the sample. The optical sensors are then read out from the outside with the respective reader via polymer optical fiber. This contactless optical measurement principle can also be used for monitoring inside perfusion systems with flow-through cells where a miniaturized sensor is integrated. The separation of sensing component and meter makes optical sensors ideal tools for online monitoring in single-use culture vessels from mL up to L scale, or completely closed systems.No sampling is necessary. The sensors come irradiated and pre-calibrated, and different disposable or re-usable vessels with already integrated sensors are available. 90015 The optical dipping probes have a similar design to the spots. There the spot is attached to the end of a steel tube with optical fiber inside. The probe is directly connected to the meter via this optical fiber. These probes are also available with exchangeable sensor caps, so it is even possible to switch to an optical sensor with another measurement range, and with port adapters for bioreactors.The oxygen probes are available in multiple autoclavable versions as well as in slender designs that are ideally suited for environmental applications. 90007 90006 For our different O 90013 2 90014 & pH microsensor designs the indicator dye is coated to optical fibers with a tip size down to <50 μm. We offer bare fiber microsensors, which are ideal for integration in customized housings or measurement set-ups, while needle-type housed microsensor integrated in a syringe cannula are ideally suited when hard surfaces have to be pierced to take optical measurements inside samples.As the optical fiber is so thin it is of course susceptible to breaking, but integrated in the steel cannula it can safely be pierced through septum rubber or packaging material. Specially designed and more robust Profiling Microsensors are also available, which are suited for insertion in semi-solid samples and have a mechanical interlock for exact vertical localization of the optical sensor tip inside the sample. Though not applicable for contactless optical measurements like sensor spots, these sensors make up for it with extremely high spatial resolution and fast response times.They can be applied with PreSens micromanipulator systems for most precise localization of the sensor tip inside the sample, and for profiling. 90007 90006 These are the basic sensor designs for optical measurement but many other solutions where sensors are integrated into special housings are available or can be manufactured, so you will find the most suitable sensor for your requirements. Just browse through our broad product range or use our Product Finder! 90007.