Волоконно-оптические датчики.

Разработке волоконно-оптических датчиков спо­собствовали и способствуют, прежде всего, достиже­ния в изготовлении стеклянных волокон и их систем­ных компонентов (разъемов, источников света, детек­торов и т. п.). Попадающий в волоконно-оптический детектор световой пучок от источника света (рис. 6.9) под действием измеряемого параметра (например, давления, температуры, уровня и т. п.) претерпевает в детекторе изменение по интенсивности, поляризации, фазе или цвету и тем самым обес­печивает получение информации.

Распространение световых волн внутри датчика осуществляется по стеклянным волокнам, применяемым, например, в технике связи. Эти датчики новых типов находят применение прежде всего в условиях, характеризуемых наличием агрессивных паров или взрывоопасных га­зовых смесей, в зонах повышенной радиоактивности и сильных электромагнитных полей.

На рис. 6.10, а показан волоконно-оптический дат­чик, обеспечивающий точное измерение уровня, т. е. его превышение или занижение относительно заданного значения.

Свет от светодиода по световоду на­правляется к коническому окончанию датчика и, отразившись от него, попадает на детектор. При погружении конического конца датчика в жидкость разность показателей преломления изменяется, и отклоняв­шийся ранее из-за полного отражения свет выходит из конического конца датчика и уже не попадает на детектор. Получающееся в результате изменение ин­тенсивности света служит сигналом о достижении за­данного уровня. Принцип действия U-образного дат­чика уровня аналогичен (рис. 6.10, б): как только освобожденная от оболочки изогнутая часть волокна световода окажется погруженной в жидкость, детектор регистрирует изменение интенсивности света. Заметим, что подвод и отвод излучения можно осуществлять по двум различным световодам, как показано на рис. 6.10, в. В этом случае свет отклоняется призмой.

Для двухпозиционного измерения уровня пригодно устройство, изображенное на рис. 6.10, г. Эту схему можно расширить, соединяя несколько таких концевых датчиков (с двумя точками замера каждый) в единую систему. В результате с помощью 5 концевых датчиков можно контролировать 10 точек, что обеспечивает почти непрерывный контроль уровня.