光纖壓力傳感器在高溫工業(yè)環(huán)境應(yīng)用
FOP-M 是一種光纖壓力傳感器,主要用在可能出現(xiàn)高溫的場合,如航空和國防。除此之外,此款傳感器也是惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境下一般工業(yè)應(yīng)用的有用工具。
我們設(shè)計(jì)FOP-M光纖壓力傳感器的目的之一是使之能在高溫環(huán)境下工作。此外,光纖壓力傳感器FOP-M還具備以下優(yōu)點(diǎn):不受EI/RFI影響、尺寸小、可在惡劣環(huán)境下做可靠測量、精度高 以及耐腐蝕等。
如今,航天、國防或不同工業(yè)領(lǐng)域的科研工程師們,可能需要在一段時(shí)間內(nèi)通過監(jiān)控某種特性的性能來改善流程和產(chǎn)品技術(shù),而在運(yùn)行過程、生產(chǎn)過程中或在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,這種特性性能在壓力改變上會(huì)有精確表現(xiàn)。使用FOP-M壓力傳感器,可在具挑戰(zhàn)環(huán)境,尤其是高溫環(huán)境中對目標(biāo)展開全面分析。
FOP-M光纖壓力傳感器基于公認(rèn)的法布里-珀羅(Fabry-Perot)干涉原理 。傳感器的獨(dú)特設(shè)計(jì)基于對硅膜的偏析測量,這一點(diǎn)與傳統(tǒng)的壓力測量技術(shù)截然不同。壓力的改變會(huì)引起Fabry-Perot干涉腔長度的變化,而此時(shí),即使溫度、EMI、濕度和震蕩的環(huán)境異常惡劣,我們的光纖信號調(diào)理器都可以持續(xù)高精度地測量干涉腔的長度。
此款壓力傳感器為業(yè)內(nèi)現(xiàn)有應(yīng)用提供了更好更可靠的壓力測量,同時(shí),該傳感器也具備針對工作溫度高的新應(yīng)用的擴(kuò)展能力。
FOP-M光纖壓力傳感器的高耐溫達(dá)150°C (302°F),這使它成為任何存在高溫場合的科研領(lǐng)域的理想產(chǎn)品。在這些極端環(huán)境下,我們可以提供不同長度和種類的光纖鉛皮線纜。
光纖壓力傳感器在醫(yī)療市場應(yīng)用
加拿大FISO科技公司發(fā)布的型號為FOP-M260的光纖壓力傳感器。這是一個(gè)世界上小的可商用的光纖壓力傳感器。 是建立在MOMS技術(shù)之上的,直徑為260微米,比目前的FOP-MIV尺寸小了50%,這種進(jìn)步具有重大意義,可以開發(fā)一些更新的應(yīng)用,特別是在醫(yī)療市場。在MD&M展覽會(huì)上將發(fā)布這款新產(chǎn)品。
FOP-M260有很好的散熱性能,穩(wěn)定性比以前的型號好很多。通過使用白光腔干涉技術(shù),這種技術(shù)是為國防、航空、醫(yī)學(xué)方面的挑戰(zhàn)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。FISO的客戶對這種技術(shù)比較放心。
“FISO在醫(yī)療市場有舉足輕重的影響力,它的傳感器集成到了各種醫(yī)療設(shè)備中,F(xiàn)OP-MIV、FOP-F125、FOP-M260都在醫(yī)療市場上扮演了重要的角色”,F(xiàn)ISO的產(chǎn)品經(jīng)理Vachon-Savary表示,“FOP-M260和FOP-MIV一樣,很容易集成到FISO的自動(dòng)化裝配線?!?/p>
FISO簡介
FISO設(shè)計(jì)、制造、銷售光纖傳感器和高精密測量系統(tǒng)在很多富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。產(chǎn)品應(yīng)用于過程控制、能源、醫(yī)療和國防市場。產(chǎn)品暢銷全球,總部設(shè)在加拿大魁北克。
光纖壓力傳感器工作原理
壓力傳感器,光纖壓力傳感器的重要傳感元件是法布利-比洛特型光學(xué)干涉儀。干涉儀的兩面鏡子分別是位于一端的薄膜內(nèi)表面和位于另一端的光纖尖端。所施加的壓力P引起了薄膜的偏移,而此偏移又直接轉(zhuǎn)換成了FP干涉儀空腔長度的變化。
工業(yè)壓力傳感器為得到薄膜偏移和所施加的壓力間的線性關(guān)系,傳感器的形狀和材料都經(jīng)嚴(yán)格選擇。其系可表示為:
Lcav(P)=L0 (P-P0S)
其中S是傳感器的靈敏度(單位nm)
L0是處于零點(diǎn)初始狀態(tài)的空腔長度(單位nm),通常定義為P=P0
Lcav是由信號解調(diào)器所測得的空腔長度(單位nm)
P0是FP空腔內(nèi)的壓力(單位psi)
P是施加到薄膜外表面上的壓力(單位psi)
壓力開關(guān)光纖壓力傳感器壓力開關(guān)有三種不同的類型:量規(guī)型、絕對型、差分型。在量規(guī)型傳感器的情況下,P0等于周圍壓力或大氣壓。量規(guī)型傳感器有a)一個(gè)通氣孔,它使空腔處于周圍壓力下或b)一個(gè)密封成大氣壓的空腔;在絕對型壓力傳感器的情形下,P0=0,工廠生產(chǎn)時(shí)其空腔在真空狀態(tài)下密封;而在差分型傳感器的情形下,P0等于任意的壓力。這種類型的傳感器有一個(gè)通氣孔接頭,用于維持空腔內(nèi)給定的壓力。
液位傳感器信號解調(diào)器(FTI-100i,FTI-10,等)將來自傳感器的光信號轉(zhuǎn)換成絕對FP空腔長度。這個(gè)空腔長度之所以被稱為絕對是因?yàn)樗_實(shí)對應(yīng)著測量這個(gè)光信號時(shí)的FP干涉儀的物理空腔長度。這個(gè)差別是重要的,因?yàn)樵S多光纖傳感技術(shù)、尤其是那些基于單色光干涉術(shù)的傳感技術(shù),僅能測量長度變化ΔL。在要求長期靜態(tài)測量的所有應(yīng)用中,絕對測量是至關(guān)重要的。光信號以信號解調(diào)器采樣速度所確定的頻率被轉(zhuǎn)化。在壓力傳感器的情況下,10,000nm的工作范圍內(nèi)轉(zhuǎn)化準(zhǔn)確度為±1nm。一旦測得空腔長度Lcav,解調(diào)器就會(huì)根據(jù)下面的公式計(jì)算P-P0P-P0=(Lcav-L0)/S
然后就計(jì)錄并在解調(diào)器上顯示這一壓力值。靈敏度系數(shù)S及L0的初始定義值提供了將所測得的空腔長度轉(zhuǎn)化為壓力的所有必要信息
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