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光纤传感器在多行业中的广泛应用

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:光纤传感器具有很高的增益,能可靠检测各电路板而不受反光率的影响。光纤传感器配合使用同轴光纤和镜头,在6mm的检测距离处光点仅为0.25mm,可检测很小的孔。

光纤传感器在多行业中的广泛应用

1.光纤传感器在印制电路板(PCB)检测中的应用

(1)检测传送带上是否有PCB如图5-41所示,由于PCB的反光率差别很大,用直反式传感器来检测很不可靠。光纤传感器具有很高的增益,能可靠检测各电路板而不受反光率的影响。

代表传感器:Banner公司VS1AN5CV10。

(2)印制电路板码放高度检测与涂胶检测 如图5-42所示,为了确认粘合剂是否正确刷在IC芯片的粘结处以及监测PCB的码放高度,选用光纤传感器,将光纤检测头安装在涂胶的位置附近,以确认胶是否被涂到正确位置。

代表传感器:Banner公司的VS2KRN5V&D10DNFP,其光纤选用PBCT26U&L4C6镜头。

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图5-41 检测传送带上是否有PCB

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图5-42 印制电路板码放高度检测与涂胶检测

(3)电容极性检测 如图5-43所示,由于电容是有极性的,所以当它被插装到PCB上时需要检测其放置方向是否正确。而光纤传感器能检测到电容侧面的极性标识,当没有检测到极性标识时会产生输出信号

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图5-43 电容极性检测

代表传感器:Banner公司的D11EN6FP,其光纤选用PBRS1X326U。

(4)PCB定位孔检测 如图5-44所示,在检测一个完全插装好的PCB之前,PCB需要精确定位在某一处。定位孔或其他的定位标志一般是用来定位的。光纤传感器配合使用同轴光纤和镜头,在6mm的检测距离处光点仅为0.25mm,可检测很小的孔。

代表传感器:Banner公司的SME312FP,其光纤选用PBCT26U&L4C6镜头。(www.xing528.com)

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图5-44 PCB定位孔检测

关于Banner公司的光纤传感器、光纤等部分资料请参考附录C。

2.光纤传感器在液位/位移检测中的应用

光纤传感器能检测液位/位移,其工作原理如图5-45所示。发光器件(即光源)射出来的光通过传输光纤送到敏感元件,在敏感元件的球面上,有一部分透过,而其余的光被反射回来。当敏感元件与液体相接触时,与空气接触相比,球面部的光透射量增大,而反射量减少。因此,由反射光量即可知道敏感元件是否接触液体。反射光量决定于敏感元件玻璃的折射率和被测定物质的折射率。被测物质的折射率越大,反射光量越小。来自敏感元件的反射光,通过传输光纤由受光器件的光敏晶体管进行光电转换后输出。针对同一种液体来说,敏感元件的反射光量的变化,直接与距离d有关系,其函数关系如图5-46所示。

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图5-45 光纤位移传感器的工作原理

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图5-46 距离决定反射光强度

3.光纤传感器在油井压力检测中的应用

在油田的开发过程中,人们需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的特性与状态的详细资料,这就要用到石油测井,其可靠性和准确性是至关重要的,而传统的压力传感器无法在井下恶劣的环境诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电等干扰下工作。光纤传感器可以克服这些困难,其对电磁干扰不敏感而巨能承受极端条件,包括高温、高压(几十兆帕以上)以及强烈的冲击与振动,可以高精度地测量井筒和井场环境参数,同时,光纤传感器具有准分布式测量能力,可以在不干扰油井参数场的情况下同时测出井下的温度、压力,并可以测出井下的温度、压力剖面,可以获得传统测试方式无法获取的数据。

光纤传感器的压力检测工作原理如图5-47所示,即光纤微量弯曲时传输光的强度衰减,也被称为微弯损耗效应。

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图5-47 压力检测工作原理

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