Charakterystyka czujników światłowodowych

Czujniki bazujące na technologii światłowodowej, dzięki swojej dokładności zyskały tak wielką popularność, że są obecnie jednymi z podstawowych elementów znacznej części przemysłowych aplikacji pomiarowych. Znajdują zastosowanie w systemach i urządzeniach wykorzystywanych do kontaktowego i bezkontaktowego pomiaru wielu wartości i parametrów  m.in. drgań, temperatury czy odkształceń. Sprawdźmy zatem, czym charakteryzują się czujniki światłowodowe?

Budowa i zasada działania czujników światłowodowych

Jak sama nazwa wskazuje, zasadniczym elementem czujników światłowodowych jest światłowód, czyli rodzaj przewodów wykonanych z włókna szklanego. Choć występują one w formie układów zamkniętych, to tak naprawdę mają wielowarstwową strukturę. Najważniejszy element światłowodu to półprzewodnikowy rdzeń umieszczony w płaszczu z włókna szklanego. Całość jest otoczona zabezpieczającą warstwą zewnętrzną. Sensory światłowodowe wyróżnia to, że jako nośnik informacji wykorzystują wiązkę świetlną. Dzięki temu są idealne do zastosowania w instrumentach przeznaczonych do wykonywania pomiarów bezkontaktowych. Sposób działania czujników światłowodowych przybliża ekspert firmy EC TEST Systems specjalizującej się w dystrybucji narzędzi diagnostyczno-pomiarowych:

Jak już zostało wspomniane serce światłowodu stanowi półprzewodnikowy rdzeń. Służy on do propagacji wiązki świetlnej, która przechodząc przez niego, ulega cyklicznemu odbiciu na granicy rdzenia i płaszcza. Co ważne właściwości odbijanej fali pozostają niezmienne. Wszystko dzięki parametrom zastosowanych materiałów. W rezultacie wyemitowany promień świetlny po wyjściu na zakończeniu światłowodu ma identyczną wartość. Dzięki tym właściwościom czujniki światłowodowe pozwalają na precyzyjną rejestrację wszystkich zmian zachodzących w strumieniu światła, a odpowiednia analiza otrzymanych danych umożliwia dokładną ocenę zjawisk występujących w badanych obiektach. Czujniki tego typu znajdują zastosowanie w wielu branżach, a najczęściej badanymi parametrami są: temperatura, ciśnienie, drgania oraz przemieszczenia.

Jakie wyróżniamy rodzaje czujników światłowodowych?

Czujniki światłowodowe, choć generalnie działają na tej samej zasadzie, mogą służyć do kontrolowania rozmaitych obiektów. Sprawdzą się w diagnostyce niewielkich podzespołów, w kontroli jakości produktów, czy w ocenie stanu technicznego ogromnych konstrukcji i instalacji przemysłowych. Co więcej, są zdolne do wykonywania różnych, nawet odmiennych od siebie pomiarów. Pod tym względem można wyróżnić następujące rodzaje czujników: czujniki temperatury, czujniki przesunięcia, czujniki ciśnienia akustycznego czy czujniki deformacji. W tym miejscu warto zaznaczyć, że czujniki światłowodowe nie są w stanie pracować samodzielnie. Najczęściej są elementami pojedynczych urządzeń diagnostyczno-pomiarowych lub zaawansowanych systemów kontroli. Dobrym tego przykładem są sensory FGB. Dzięki nim jest możliwe tworzenie łańcuchowych lub sieciowych modułów o bardzo rozbudowanym potencjale pomiarowym. Kolejnym plusem tych detektorów jest możliwość montowania ich bezpośrednio na konstrukcji, bez obaw o wiarygodność dokonywanych pomiarów.