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光纤压力传感器在高温和医疗市场方面应用以及工作原理

光纤压力传感器在高温和医疗市场方面应用以及工作原理

文章来源:http://news.isweek.cn/4246.html  作者:智能传感  点击:164次  时间:2017/10/26 16:02:41
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光纤压力传感器在高温工业环境应用

FOP-M 是一种光纤压力传感器,主要用在可能出现高温的场合,如航空和国防。除此之外,此款传感器也是恶劣和危险环境下一般工业应用的有用工具。

加拿大FISO 光纤压力传感器

我们设计FOP-M光纤压力传感器的目的之一是使之能在高温环境下工作。此外,光纤压力传感器FOP-M还具备以下优点:不受EI/RFI影响、尺寸小、可在恶劣环境下做可靠测量、精度高 以及耐腐蚀等。

如今,航天、国防或不同工业领域的科研工程师们,可能需要在一段时间内通过监控某种特性的性能来改善流程和产品技术,而在运行过程、生产过程中或在产品的整个生命周期,这种特性性能在压力改变上会有精确表现。使用FOP-M压力传感器,可在最具挑战环境,尤其是高温环境中对目标展开全面分析。

FOP-M光纤压力传感器基于公认的法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉原理 。传感器的独特设计基于对硅膜的偏析测量,这一点与传统的压力测量技术截然不同。压力的改变会引起Fabry-Perot干涉腔长度的变化,而此时,即使温度、EMI、湿度和震荡的环境异常恶劣,我们的光纤信号调理器都可以持续高精度地测量干涉腔的长度。

此款压力传感器为业内现有应用提供了更好更可靠的压力测量,同时,该传感器也具备针对工作温度高的新应用的扩展能力。
FOP-M光纤压力传感器的最高耐温达150°C (302°F),这使它成为任何存在高温场合的科研领域的理想产品。在这些极端环境下,我们可以提供不同长度和种类的光纤铅皮线缆。

光纤压力传感器在医疗市场应用

加拿大FISO科技公司发布的型号为FOP-M260的光纤压力传感器。这是一个世界上最小的可商用的光纤压力传感器。 是建立在MOMS技术之上的,直径为260微米,比目前的FOP-MIV尺寸小了50%,这种进步具有重大意义,可以开发一些更新的应用,特别是在医疗市场。在MD&M展览会上将发布这款新产品。

加拿大FISO 颅内压 肺部压力 动脉血压光纤压力传感器

 

FOP-M260有很好的散热性能,稳定性比以前的型号好很多。通过使用白光腔干涉技术,这种技术是为国防、航空、医学方面的挑战应用而设计的。FISO的客户对这种技术比较放心。

“FISO在医疗市场有举足轻重的影响力,它的传感器集成到了各种医疗设备中,FOP-MIV、FOP-F125、FOP-M260都在医疗市场上扮演了重要的角色”,FISO的产品经理Vachon-Savary表示,“FOP-M260和FOP-MIV一样,很容易集成到FISO的自动化装配线。”

FISO简介
FISO设计、制造、销售光纤传感器和高精密测量系统在很多富有挑战性的领域。产品应用于过程控制、能源、医疗和国防市场。产品畅销全球,总部设在加拿大魁北克。
光纤压力传感器工作原理
压力传感器,光纤压力传感器的重要传感元件是法布利-比洛特型光学干涉仪。干涉仪的两面镜子分别是位于一端的薄膜内表面和位于另一端的光纤尖端。所施加的压力P引起了薄膜的偏移,而此偏移又直接转换成了FP干涉仪空腔长度的变化。

工业压力传感器为得到薄膜偏移和所施加的压力间的线性关系,传感器的形状和材料都经严格选择。其系可表示为:

Lcav(P)=L0 (P-P0S)

其中S是传感器的灵敏度(单位nm)

L0是处于零点初始状态的空腔长度(单位nm),通常定义为P=P0

Lcav是由信号解调器所测得的空腔长度(单位nm)

P0是FP空腔内的压力(单位psi)

P是施加到薄膜外表面上的压力(单位psi)

压力开关光纤压力传感器压力开关有三种不同的类型:量规型、绝对型、差分型。在量规型传感器的情况下,P0等于周围压力或大气压。量规型传感器有a)一个通气孔,它使空腔处于周围压力下或b)一个密封成大气压的空腔;在绝对型压力传感器的情形下,P0=0,工厂生产时其空腔在真空状态下密封;而在差分型传感器的情形下,P0等于任意的压力。这种类型的传感器有一个通气孔接头,用于维持空腔内给定的压力。

液位传感器信号解调器(FTI-100i,FTI-10,等)将来自传感器的光信号转换成绝对FP空腔长度。这个空腔长度之所以被称为绝对是因为它确实对应着测量这个光信号时的FP干涉仪的物理空腔长度。这个差别是重要的,因为许多光纤传感技术、尤其是那些基于单色光干涉术的传感技术,仅能测量长度变化ΔL。在要求长期静态测量的所有应用中,绝对测量是至关重要的。光信号以信号解调器采样速度所确定的频率被转化。在压力传感器的情况下,10,000nm的工作范围内转化准确度为±1nm。一旦测得空腔长度Lcav,解调器就会根据下面的公式计算P-P0P-P0=(Lcav-L0)/S

然后就计录并在解调器上显示这一压力值。灵敏度系数S及L0的初始定义值提供了将所测得的空腔长度转化为压力的所有必要信息

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