Электрооптический датчик

Электрооптические датчики — это электронные детекторы, которые преобразуют свет или изменение света в электронный сигнал. Эти датчики способны обнаруживать электромагнитное излучение от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона. ^[1] Они используются во многих промышленных и потребительских приложениях, например:

Лампы , которые включаются автоматически при наступлении темноты.
Датчики положения , которые активируются, когда объект прерывает световой луч
Обнаружение вспышки для синхронизации одной фотографической вспышки с другой.
Фотоэлектрические датчики , определяющие расстояние, отсутствие или присутствие объекта.

Функция

Оптический датчик преобразует световые лучи в электронные сигналы. Он измеряет физическое количество света, а затем переводит его в форму, читаемую прибором. Оптический датчик обычно является частью более крупной системы, которая объединяет источник света, измерительное устройство и оптический датчик. Это часто связано с электрическим триггером. Триггер реагирует на изменение сигнала внутри датчика освещенности. Оптический датчик может измерять изменения от одного или нескольких световых лучей. Когда происходит изменение, датчик освещенности действует как фотоэлектрический триггер и, следовательно, либо увеличивает, либо уменьшает электрическую мощность.Оптический переключатель позволяет сигналы в оптических волокнах или интегральных оптических схемах избирательно переключать между цепями. Оптический переключатель может работать механическим путем или за счет электрооптических эффектов, магнитооптических эффектов и других методов.

Типы оптических датчиков и переключателей

Существует много различных типов оптических датчиков, наиболее распространенными типами являются: ^[2]

Фотопроводящие устройства преобразуют изменение падающего света в изменение сопротивления.
Фотоэлектрические элементы , широко известные как солнечные элементы, преобразуют количество падающего света в выходное напряжение.
Фотодиоды преобразуют количество падающего света в выходной ток.
Фототранзисторы — это тип биполярного транзистора , в котором переход база-коллектор подвергается воздействию света. Это приводит к такому же поведению фотодиода, но с внутренним усилением.

Оптические переключатели обычно используются в оптических волокнах , где электрооптический эффект используется для переключения одной цепи на другую. Эти переключатели могут быть реализованы, например, с помощью микроэлектромеханических систем или пьезоэлектрических систем.

Приложения

Электрооптические датчики используются всякий раз, когда свет необходимо преобразовать в энергию. Благодаря этому электрооптические датчики можно увидеть практически где угодно. Распространенными приложениями являются смартфоны , в которых датчики используются для регулировки яркости экрана, и умные часы , в которых датчики используются для измерения сердцебиения пользователя.

Оптические датчики можно найти в энергетической сфере для мониторинга структур, которые генерируют, производят, распределяют и преобразуют электроэнергию. Распределенная и непроводящая природа оптических волокон делает оптические датчики идеальными для применения в нефтегазовой отрасли, включая мониторинг трубопроводов. Их также можно найти при мониторинге лопастей ветряных турбин, мониторинге морских платформ, мониторинге линий электропередачи и скважинном мониторинге. Другие области применения включают гражданскую и транспортную сферу, такую как мониторинг мостов, взлетно-посадочных полос аэропортов, плотин, железных дорог, самолетов, крыльев, топливных баков и корпусов кораблей.

Среди других применений оптические переключатели можно найти в термических методах, которые изменяют показатель преломления в одном плече интерферометра для переключения сигнала, в подходах MEMS, включающих массивы микрозеркал, которые могут отклонять оптический сигнал к соответствующему приемнику, в пьезоэлектрическом управлении лучом. жидкие кристаллы, которые вращают поляризованный свет в зависимости от приложенного электрического поля, и акустооптические методы, которые изменяют показатель преломления в результате деформации, вызванной акустическим полем для отклонения света.

Еще одним важным применением оптического датчика является измерение концентрации различных соединений с помощью видимой и инфракрасной спектроскопии .

См. также

Датчик изображения

Ссылки

^ Пейшото, AC; Сильва, А.Ф. (2017). «Умные устройства: Микро- и наносенсоры». Биоинспирированные материалы для медицинского применения . Брага, Португалия: Elsevier Ltd., стр. 297–329. ISBN 978-0-08-100741-9 .
^ Моррис, Алан С.; Лангари, Реза (2012). Измерения и приборы . Лондон, Великобритания: Elsevier Inc., с. 325. ИСБН 978-0-12-381960-4 .

[1] Пейшото, AC; Сильва, А.Ф. (2017). «Умные устройства: Микро- и наносенсоры». Биоинспирированные материалы для медицинского применения . Брага, Португалия: Elsevier Ltd., стр. 297–329. ISBN 978-0-08-100741-9 .

[2] Моррис, Алан С.; Лангари, Реза (2012). Измерения и приборы . Лондон, Великобритания: Elsevier Inc., с. 325. ИСБН 978-0-12-381960-4 .

[1]

[2]