Электрооптический датчик - Electro-optical sensor
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. Они используются во многих промышленных и бытовых приложениях, например:
- Лампы, которые включаются автоматически в темноте
- 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 преобразует 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 светового датчика. Оптический датчик может измерять изменения от одного или нескольких световых лучей. Когда происходит изменение, датчик освещенности работает как фотоэлектрический триггер и поэтому либо увеличивает, либо уменьшает электрический выход. Оптический переключатель позволяет выборочно переключать сигналы в оптических волокнах или интегральных оптических схемах с одной цепи на другую. Оптический переключатель может работать с помощью механических средств или электрооптических эффектов, магнитооптических эффектов, а также другими способами. Оптические переключатели - это оптоэлектронные устройства, которые могут быть интегрированы в интегральные или дискретные микроэлектронные схемы.
Типы оптических датчиков и переключателей
Существует много различных типов оптических датчиков, наиболее распространенными из которых являются:
- Фотопроводящие устройства преобразуют изменение падающего света в изменение сопротивления.
- Фотоэлектрические элементы, широко известные как солнечные элементы, преобразуют падающий свет в выходное напряжение.
- Фотодиоды преобразуют падающий свет в выходной ток.
- Фототранзисторы - это тип биполярных транзисторов, в которых переход база-коллектор подвергается воздействию света. Это приводит к тому 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 микроэлектромеханическими системами или пьезоэлектрическими системами.
Приложения
Электрооптические датчики используются всякий раз, когда свет необходимо преобразовать в энергию. Благодаря этому электрооптические датчики можно увидеть практически везде. 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 энергетическом поле, чтобы контролировать структуры, 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 в мониторинге лопастей ветряных турбин, мониторинге морских платформ, мониторинге линий электропередач и мониторинге скважин. Другие приложения включают гражданские и транспортные области, такие как мост, взлетно-посадочная полоса аэропорта, плотина, железная дорога, самолет, крыло, топливный бак и мониторинг корпуса судна.
Среди других применений оптические переключатели можно найти в тепловых методах, которые изменяют показатель преломления в одной ножке интерферометра для переключения сигнала, подходах MEMS, включающих массивы микрозеркал, которые могут отклонять оптический сигнал на соответствующий приемник, пьезоэлектрическое управление лучом жидкие кристаллы, которые вращают поляризованный свет в зависимости от приложенного электрического поля и акустооптических методов, которые изменяют показатель преломления в результате деформации, вызванной акустическим полем для отклонения света.
Еще одно важное применение оптического датчика - измерение концентрации различных соединений с помощью видимой и инфракрасной спектроскопии .