Cảm biến quang học

Introduction

Optical sensors are measuring devices in which a measured quantity is converted

to an optical and, subsequently, an electrical signal by means of an optoelectronic

transducer ([10]). Optical sensors belong to the class of contactless methods of

measurement eliminating backward influence of a measuring device on an object of

measurement.

As output signals from optical sensors are of an electronic nature and the

methods of their further conditioning are generally known, the main attention will be

devoted to the optical part of a sensor.

Giới thiệu

Cảm biến quang học có phương tiện đo trong đó một số lượng đo được chuyển đổi

đến một quang học và sau đó, một tín hiệu điện bằng phương tiện của một

Optoelectronic transducer ([10]). Cảm biến quang thuộc về lớp học của các phương

pháp tiếp xúc của đo lường loại bỏ lạc hậu, ảnh hưởng của một thiết bị đo trên một đối

tượng của đo lường.

Khi tín hiệu đầu ra từ bộ cảm biến quang học là một tính chất điện tử và các

phương pháp điều thêm của họ thường được biết đến, được sự quan tâm chính sẽ được

dành cho một phần của bộ cảm biến quang học một.

2.1. Optical waveguides and fibers

The simplest structure of an optical fiber used in optical sensors consists of a

circular core with a cylindrical coating layer ([33]).

The index of refraction of a core, nj, is always larger than that of coating, np. The

zero loss propagation of light along the fiber requires the fulfillment of conditions

for the total internal reflection, which are reached

2.1. Waveguides và sợi quang

Cơ cấu đơn giản nhất của một sợi quang được sử dụng trong bộ cảm biến quang học

bao gồm một

Thông tư nhân với một lớp sơn hình trụ ([33]).

Chỉ số của khúc xạ của lõi một, nj, luôn luôn lớn hơn của lớp phủ, np. Cái

không mất tuyên truyền của ánh sáng dọc theo sợi đòi hỏi việc hoàn thành các điều

kiện để phản ánh tổng số nội bộ, được đạt đếna

For internal reflection on the boundary between the core and the coating (Figure

2.1) the value of the critical angle may be found from the formula

Để phản ánh nội bộ trên ranh giới giữa lõi và các lớp phủ (Hình

2.1), giá trị của góc quan trọng có thể được tìm thấy từ công thức

The light introduced into the fiber with a certain angle will continue to reflect off

the walls of the fiber and thus can travel long distances in the fiber.

Ánh sáng đưa vào sợi với một góc độ nào đó sẽ tiếp tục phản ánh giảm giá

các bức tường của sợi và do đó có thể di chuyển xa trong sợi.

2.2. Light sources and detectors

2.2.1. Light sources

From the variety of existing light sources (incandescent lamps, halogen lamps,

etc.) only semiconductor sources ([8],[9],[19]) will be briefly described.

2.2.1.1. Semiconductor sources of light

Solid-state light sources such as light emitting diodes (LEDs) can produce light