Elektrooptický senzor - Electro-optical sensor

Elektrooptické senzory jsou elektronické detektory, které konvertují světlo nebo změna světla na elektronický signál. Tyto senzory jsou schopny detekovat elektromagnetické záření z infračerveného záření až po ultrafialové vlnové délky.[1] Používají se v mnoha průmyslových a spotřebitelských aplikacích, například:

Funkce

Optický senzor převádí světelné paprsky na elektronické signály. Měří fyzické množství světla a poté jej překládá do formy, která je čitelná nástrojem. Optický senzor je obecně součástí většího systému, který integruje zdroj světla, měřicí zařízení a optický senzor. To je často spojeno s elektrickým spouštěčem. Spoušť reaguje na změnu signálu ve světelném senzoru. Optický senzor může měřit změny z jednoho nebo několika světelných paprsků. Když dojde ke změně, světelný senzor funguje jako fotoelektrická spoušť, a proto buď zvyšuje nebo snižuje elektrický výkon. Optický spínač umožňuje signály v optických vláknech nebo integrované optické obvody přepínat selektivně z jednoho obvodu do druhého. Optický spínač může pracovat mechanickými prostředky nebo elektrooptickými efekty, magnetooptickými efekty a dalšími způsoby. Optické spínače jsou optoelektronická zařízení, která lze integrovat do integrovaných nebo diskrétních mikroelektronických obvodů.

Typy optických senzorů a spínačů

Existuje mnoho různých druhů optických senzorů, nejběžnější typy jsou:[2]

  • Fotovodivé zařízení převést změnu dopadajícího světla na změnu odporu.
  • Fotovoltaika, běžně známé jako solární články, převádějí množství dopadajícího světla na výstupní napětí.
  • Fotodiody převést množství dopadajícího světla na výstupní proud.
  • Fototranzistory jsou typem bipolární tranzistor kde je spojení základna-kolektor vystaveno světlu. Výsledkem je stejné chování fotodiody, ale s vnitřním ziskem.

Optické spínače se obvykle používají v optická vlákna, Kde elektrooptický efekt se používá k přepínání jednoho obvodu na druhý. Tyto přepínače lze implementovat například mikroelektromechanické systémy nebo piezoelektrický systémy.

Aplikace

Optický snímač srdeční frekvence

Elektrooptické senzory se používají vždy, když je třeba převést světlo na energii. Z tohoto důvodu lze elektrooptické senzory vidět téměř kdekoli. Běžné aplikace jsou chytré telefony - kde se senzory používají k úpravě jasu obrazovky a - chytré hodinky ve kterých se senzory používají k měření tepu nositele.

V energetickém poli lze nalézt optické senzory pro monitorování struktur, které generují, produkují, distribuují a převádějí elektrickou energii. Díky distribuované a nevodivé povaze optických vláken jsou optické senzory ideální pro aplikace na ropu a plyn, včetně monitorování potrubí. Lze je také najít v monitorování lopatek větrných turbín, monitorování pobřežních platforem, monitorování elektrického vedení a monitorování hlubinných vrtů. Mezi další aplikace patří civilní a dopravní pole, jako je most, přistávací dráha letiště, přehrada, železnice, letadlo, monitorování křídla, palivové nádrže a trupu lodi.

Mezi jinými aplikacemi lze optické spínače nalézt v tepelných metodách, které mění index lomu v jedné noze interferometru za účelem přepínání signálu, přístupy MEMS zahrnující pole mikrozrcadel, které mohou odklonit optický signál do příslušného přijímače, piezoelektrické řízení paprsku tekuté krystaly, které otáčejí polarizovaným světlem v závislosti na aplikovaném elektrickém poli, a akustooptické metody, které mění index lomu v důsledku napětí vyvolaného akustickým polem k vychylování světla.

Další důležitou aplikací optického senzoru je měření koncentrace různých sloučenin jak viditelným, tak i infračervená spektroskopie.

Reference

  1. ^ Peixoto, A.C .; Silva, A.F. (2017). „Smart devices: Micro- and nanosensors“. Bioinspirované materiály pro lékařské aplikace. Braga, Portugalsko: Elsevier Ltd. str. 297–329. ISBN  978-0-08-100741-9.
  2. ^ Morris, Alan S .; Langari, Reza (2012). Měření a instrumentace. Londýn, Velká Británie: Elsevier Inc. str. 325. ISBN  978-0-12-381960-4.