
作为两种典型的传感器,光纤传感器和光电传感器在生产测量中得到了广泛的应用,那么它们之间有什么区别呢?
01
定义不同
光电传感器:光电传感器是一种将光信号转换为电信号的装置。其工作原理是基于光电效应。光电效应是指当光照射某些物质时,物质的电子吸收光子的能量。
照片
光电传感器
光纤传感器:光纤传感器是一种将被测物体的状态转换为可测量的光信号的传感器。光纤传感器的工作原理是通过光纤将光源入射光束送入调制器,使光的光学性质,如光的强度、波长、频率、相位、偏振等,变成调制的光信号,然后通过光纤送入光电器件,通过解调器获得测量参数。
光纤传感器
02
性能不同
光电传感器:
①临时响应范围广,谐波测量能力强。临时特性的质量是判断变压器是否可以应用于供电系统的一个重要参数,特别是与继电保护动作时间的配合。传统的电磁变压器由于铁芯的存在,对高频信号的响应特性较差,不能正确反映侧面的临时过程。光电互感器传输检测的工作频带主要由电子电路部分决定,不存在铁芯饱和的问题,可以准确反映侧面的临时过程。一般可设计为0.1Hz到1MHz,特殊设计可以设计到200MHz带通。光电传感器的结构可以测量高压输电线路上的谐波。电磁感应互感器很难实现。
②数字接口具有较强的通信能力,因为光电传感器下传输的是光模拟信号,很容易与通信网络接口,在传输过程中没有测量误差。同时,随着微机保护控制系统的广泛应用,光电互感器可以直接向二次设备提供数字量,从而节省原保护装置中的转换器和A/D取样部分,使二次设备得到极大的简化,促进保护新原理的探索。
③由于光电传感器通过传感头和电子电路获取和处理信号,体积小,重量轻,易于升级,满足变电站的微型化和紧凑需求,体积小,重量一般为1000kg下面,便于集成AIS或GIS这将大大降低变电站的占地面积,满足微型化、紧凑化变电站的需要。同时,光电互感器通过少量光缆与二次设备连接,可以大大降低电缆沟和电缆。
光纤传感器:
①具有抗电磁和原子辐射干扰的性能,机械性能细、质软、重量轻
②绝缘,无感应电气性能
③耐水、耐高温、耐腐蚀化学性能等。,它可以在人无法到达的地方或对人有害的地方(如核辐射区)发挥作用
④能够超越生理边界,接收人的感官所感受不到的外部信息。
03
不同的工作原理
首先,从两者的工作原理来看,光电传感器是根据光电效应的原理来工作的。换句话说,当光照射到半导体制成的光电传感器上时,光电传感器会发出一种可以将光能转化为电能的现象。例如,光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管是根据这种效应进行的。
工作原理
光纤传感器通过光的全反射原理工作,在中学物理中学习了光的全反射原理。例如,光折射和反射的斯涅尔定律用数学表达式清楚地表达了光反射原理。因此,我们可以利用光导纤维的光传输特性将测量转化为光特性的变化,如光的频率、波长、强度相位等。
光纤传感器的工作原理
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不同的材料
光电传感器的制造材料通常由具有光电效应的半导体材料或金属材料制成。例如,光电二极管和光电三极管的制造材料一般包括硅材料或锗材料,光敏电阻材料包括硫化镉或锑铟。
光纤传感器由玻璃纤维的玻璃纤维(通常由石英玻璃)组成,成分相对单一。
05
构造不同
光电传感器比较简单,比如光电二极管就有引脚、外壳、管芯和玻璃聚光镜。
光纤传感器的结构比较复杂,除了光纤之外,还有一些复杂的外设作为辅助控制。
组成光纤传感器
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不同的测试范围
光电传感器检测范围较小,一般有光强度、光照度、速度和应变位移等。
光纤传感器检测范围广,可测量压力、振动、速率、电流、温度、流量、磁场等70多个物理量。因此,光纤传感器未来的发展潜力是巨大的,可以说是后来者。
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应用不同
光电传感器:以光电元件为敏感元件的光电传感器种类繁多,应用广泛。根据光电传感器的输出特性,光电传感器可分为两种类型:将测量转换为不断变化的光电流的光电检测仪器,可用于测量光的强度、物体的温度、透光能力、位移和表面状态。例如,测量光强的照明计、光电高温计、光电比色计和浊度计以及用于防止火灾的光电报警器构成自动检测装置和仪器,如直径、长度、椭圆度和表面粗糙度等。它们的敏感元件使用光电元件。半导体光电元件不仅广泛应用于民用工业领域,而且在军事领域也占有重要地位。
例如,硫化铅光敏电阻可制成红外夜视仪器、红外照相仪器和红外导航系统;将测量转换为不断变化的光电流。光电元件用于光照或无光照时"有"或"无"由电信号输出特性制成的各种光电自动装置。光电元件用作开关光电转换元件。例如,计算机的光电输入器、开关温度调节设备和速度测量数显光电速度计。
光纤传感器:桥梁、大坝、油田干预陀螺仪和光栅压力传感器在城市建设中的应用。光纤传感器可嵌入混凝土、碳纤维增强塑料和各种复合材料中,用于检测应力松弛、施工应力和动荷载应力,从而评估桥梁短期施工阶段和长期运行状态的结构性能。在供电系统中,需要测量温度、电流等参数,如高压变压器和大型电机的定子、转子中的温度测量等,因为电传感器容易受到磁场的影响,不能在这些地方使用,只能使用光纤传感器。