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Sensore a Fibra Ottica. Utilizzo

Sensori

Le fibre hanno molti usi nel telerilevamento. In alcune applicazioni, il sensore è esso stesso una fibra ottica.

In altri casi, la fibra viene utilizzata per collegare un sensore non a fibre ottiche a un sistema di misurazione.

A seconda dell’applicazione, la fibra può essere utilizzata a causa delle sue dimensioni ridotte o del fatto che non è necessaria alimentazione elettrica nella posizione remota o perché molti sensori possono essere multiplexati lungo la lunghezza di una fibra utilizzando diverse lunghezze d’onda della luce per ciascuno sensore, o rilevando il ritardo di tempo quando la luce passa lungo la fibra attraverso ciascun sensore. Il ritardo di tempo può essere determinato utilizzando un dispositivo come un riflettometro ottico nel dominio del tempo .

Le fibre ottiche possono essere utilizzate come sensori per misurare deformazione , temperatura , pressione e altre quantità modificando una fibra in modo che la proprietà da misurare moduli l’ intensità , la fase , la polarizzazione , la lunghezza d’onda o il tempo di transito della luce nella fibra. I sensori che variano l’intensità della luce sono i più semplici poiché sono necessari solo una semplice sorgente e un rilevatore.

Una caratteristica particolarmente utile di tali sensori a fibra ottica è che possono, se necessario, fornire un rilevamento distribuito su distanze fino a un metro. Al contrario, è possibile fornire misurazioni altamente localizzate integrando elementi di rilevamento miniaturizzati con la punta della fibra. Questi possono essere implementati da varie tecnologie di micro e nanofabbricazione, in modo tale da non superare il limite microscopico della punta della fibra, consentendo applicazioni come l’inserimento nei vasi sanguigni tramite ago ipodermico.

I sensori in fibra ottica estrinseca utilizzano un cavo in fibra ottica, normalmente multimodale, per trasmettere la luce modulata da un sensore ottico non in fibra o da un sensore elettronico collegato a un trasmettitore ottico. Uno dei principali vantaggi dei sensori estrinseci è la loro capacità di raggiungere luoghi altrimenti inaccessibili.

Un esempio è la misurazione della temperatura all’interno dei motori a reazione degli aerei utilizzando una fibra per trasmettere la radiazione in un pirometro di radiazione esterno al motore. I sensori estrinseci possono essere utilizzati allo stesso modo per misurare la temperatura interna dei trasformatori elettrici , dove i campi elettromagnetici estremi presenti rendono impossibili altre tecniche di misura.

I sensori estrinseci misurano vibrazioni, rotazione, spostamento, velocità, accelerazione, coppia e torsione.

È stata sviluppata una versione a stato solido del giroscopio, che utilizza l’interferenza della luce. Il giroscopio a fibre ottiche (FOG) non ha parti in movimento e sfrutta l’effetto Sagnac per rilevare la rotazione meccanica. Gli usi comuni dei sensori in fibra ottica includono sistemi avanzati di sicurezza per il rilevamento delle intrusioni. La luce viene trasmessa lungo un cavo sensore in fibra ottica posizionato su una recinzione, una tubazione o un cavo di comunicazione e il segnale restituito viene monitorato e analizzato per i disturbi. Questo segnale di ritorno viene elaborato digitalmente per rilevare i disturbi e attivare un allarme se si è verificata un’intrusione.

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