Электрооптический датчик - Electro-optical sensor

Электрооптические датчики электронные детекторы, преобразующие свет, или изменение света, в электронный сигнал. Эти датчики способны обнаруживать электромагнитное излучение от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона.^[1] 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 фотографическая вспышка другому
• Фотоэлектрические датчики которые определяют 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, световой датчик работает как фотоэлектрический триггер и поэтому либо увеличивает, либо уменьшает электрический выход. Оптический переключатель включает сигналы в оптических волокнах или интегральные оптические схемы селективно переключаться 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:^[2]

• Фотопроводящие устройства преобразовать изменение падающего света в изменение сопротивления.
• Фотогальваника, широко известные как солнечные элементы, преобразуют падающий свет в выходное напряжение.
• Фотодиоды преобразовать количество падающего света в выходной ток.
• Фототранзисторы являются разновидностью биполярный транзистор где переход база-коллектор освещен светом. Это приводит к тому же поведению фотодиода, но с внутренним усилением.

Оптические переключатели обычно используются в оптические волокна, где электрооптический эффект используется для переключения одной цепи на другую. Эти переключатели могут быть реализованы, например, с микроэлектромеханические системы или пьезоэлектрический системы.

Приложения

Оптический датчик сердечного ритма

Электрооптические датчики используются всякий раз, когда свет необходимо преобразовать в энергию. Благодаря этому электрооптические датчики можно увидеть практически везде. Общие приложения смартфоны где датчики используются для регулировки яркости экрана, и умные часы в котором датчики используются для измерения сердцебиения пользователя.

Оптические датчики можно найти в энергетическом поле, чтобы контролировать структуры, которые генерируют, производят, распределяют и преобразуют электроэнергию. Распределенный и непроводящий характер 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 концентрация различных соединений как видимыми, так и инфракрасная спектроскопия.

использованная литература

1. Peixoto, A.C .; Сильва, А.Ф. (2017). «Умные устройства: микро- и наносенсоры». Биоинспирированные материалы для медицинского применения. Брага, Португалия: Elsevier Ltd., стр. 297–329. ISBN  978-0-08-100741-9.
2. Моррис, Алан С .; Лангари, Реза (2012). Измерение и приборы. Лондон, Великобритания: Elsevier Inc., стр. 325. ISBN  978-0-12-381960-4.