何謂光纖傳感器

概要

光纖傳感器可將光纖連接到光電傳感器的光源，并在自由安裝到狹窄位置等后進(jìn)行檢測(cè)。

原理和主要類型

光纖如圖所示，由中心的纖芯和折射率不同的金屬包層構(gòu)成。光線入射到纖芯時(shí)，會(huì)在與金屬包層的邊界面反復(fù)進(jìn)行全反射的同時(shí)進(jìn)入光線。穿過(guò)光纖內(nèi)部，從端面發(fā)出的光會(huì)以約 60° 的角度進(jìn)行擴(kuò)散，并照射到檢測(cè)物體上。

此外，纖芯包括以下類型。

塑料型

纖芯為丙烯酸類樹脂，由0.1 至1 mm 直徑的單根或多根制作而成，被聚乙烯等材料包裹。由于重量輕、低成本及不易彎曲等特性已成為光纖傳感器的主流。

玻璃型

由 10 至 100 m 的玻璃光纖組成，并由不銹鋼管包覆。具有使用溫度較高（350℃）等特點(diǎn)。

光纖傳感器大致分為透過(guò)型和反射型2 種檢測(cè)方法。
透過(guò)型由發(fā)射器和接收器2 條構(gòu)成。反射型從外觀來(lái)看好像是1 根，但從端面觀察，分為平行型、同軸型及分離型，如右圖所示。

類型	特點(diǎn)
平行型	一般類型，用于塑料光纖。
同軸型	分割為中央部（發(fā)射）和外圍部（接收），無(wú)論檢測(cè)體從哪個(gè)方向通過(guò)，動(dòng)作位置均不改變的高精度類型。
分離型	內(nèi)置多個(gè)在玻璃光纖中所使用的數(shù) 10 μm 玻璃纖維，分割為發(fā)射器和接收器的類型。

光纖傳感器的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

特點(diǎn)

不限安裝位置，自由度高

采用了柔韌光纖，可輕松安裝到機(jī)械的間隙或狹小空間內(nèi)。

微小物體檢測(cè)

傳感器頭尖端非常小，可輕松檢測(cè)微小物體。

出色的環(huán)境抗耐性

由于光纖電纜部無(wú)法通過(guò)電流，因此完全不受電氣干擾所影響。只要使用耐熱型光纖元件，即使是在高溫場(chǎng)所仍可進(jìn)行檢測(cè)。

光纖傳感器的種類 ?光纖元件種類

分類

光纖元件包括非常多的類型。傳感器頭尖端部不設(shè)發(fā)射元件和光接收元件的檢測(cè)電路，因而對(duì)尺寸或外觀的限制較少。以下為基恩士光纖元件FU 系列的分類示例。

標(biāo)準(zhǔn)、輕松安裝

螺紋安裝

最一般的光纖傳感器。安裝到支架使用。

圓柱（螺絲組安裝）

安裝在無(wú)空間的位置。開孔后，使用螺絲組進(jìn)行安裝。

集成支架

將安裝支架和傳感器一體化。無(wú)需繁瑣的組裝作業(yè)。

小光斑、窄光束

小光斑反射

擅長(zhǎng)檢測(cè)小型目標(biāo)物。請(qǐng)根據(jù)目標(biāo)物的尺寸進(jìn)行選擇。

窄光束／高功率

使用鏡頭可控制光的擴(kuò)散并減少光的偏轉(zhuǎn)。

透明體檢測(cè)

回歸反射

適用于檢測(cè)透明體。光往返2 次穿過(guò)工件，因此遮光量變多。

限定反射

限制檢測(cè)距離，因此不受背景的影響。

節(jié)省空間

平板支架

直接安裝到空間較小的位置。

套管

解決空間問(wèn)題。可靠近工件。

耐環(huán)境

耐油／藥品

由于是氟碳聚合物涂層，因此支持接觸油或藥品的環(huán)境。

高彈性

超過(guò)電線的高彎曲性。該類型抗反復(fù)彎曲。

耐熱

耐熱高達(dá)350℃ 的高溫型，產(chǎn)品線十分豐富。

專用應(yīng)用

區(qū)域

最適于工件的偏差或復(fù)雜形狀工件的有無(wú)檢測(cè)。

液位

檢測(cè)液位。包括管道安裝型和滲入型。

真空

該傳感器可在真空和高溫環(huán)境下使用。

有助于選擇光纖傳感器的術(shù)語(yǔ)集

選擇時(shí)要點(diǎn)的術(shù)語(yǔ)集

解說(shuō)選擇光纖元件時(shí)重要術(shù)語(yǔ)含義。

光纖長(zhǎng)度

光纖元件的長(zhǎng)度。長(zhǎng)度越長(zhǎng)，越可安裝在距光纖放大器較遠(yuǎn)的位置。

環(huán)境溫度

可在該溫度范圍內(nèi)使用光纖元件。當(dāng)使用的環(huán)境溫度較高時(shí)，選擇耐熱型則最為理想。

彎曲半徑

指在即使將光纖元件的半徑彎曲到多少mm 使用，仍可在滿足檢測(cè)距離性能的同時(shí)進(jìn)行無(wú)障礙使用。對(duì)于裝配較為困難的場(chǎng)所，這種半徑較小的機(jī)型則非常適合。

檢測(cè)距離

可檢測(cè)的距離。檢測(cè)距離的數(shù)值越大，越可進(jìn)行長(zhǎng)距離檢測(cè)。

光軸直徑

主要為透過(guò)型光纖元件的指標(biāo)。在透過(guò)型光纖元件中，可對(duì)光軸進(jìn)行全遮光的大小為標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體的大小。

最小可檢測(cè)物體

該光纖元件為可最大限度檢測(cè)的最小檢測(cè)物體的尺寸。