ГОСТ Р 59088-2020 Оптика и фотоника. Датчики волоконно-оптические. Классификация
Приложение Б
(справочное)
Пояснения к классификации волоконно-оптических датчиков по назначению
Б.1 Волоконно-оптические датчики наличия/отсутствия объектов или явлений
Б.1.1 Концевые выключатели
Концевой выключатель распознает изменение величины после достижения ею заранее определенного значения. Функцией данного типа ВОД, как правило, является инициализация изменения какого-нибудь процесса после достижения контролируемой величиной заранее определенного значения. Примером такого ВОД может служить ВОД прерывания пучка света, осуществляемого механизмом линейного транслятора, проходящего через отражательную головку (внешний ВОД). Этот ВОД может открыть (или закрыть) ключ в цепи определенного процесса во избежание повреждения механизма перемещения транслятора. Данный тип ВОД также применяют для синхронизации или определения базовой точки для линейных или угловых систем перемещения.
Б.1.2 Волоконно-оптические датчики уровня
ВОД уровня определяет уровень жидкого или твердого сыпучего вещества, например ВОД уровня, работающий на основе френелевского отражения (внешний ВОД). Благодаря разности показателей преломления ОВ и воздуха от полированного торца ОВ возникает френелевское отражение 4% мощности оптического излучения. Когда жидкость достигает указанного торца ОВ, процент отражаемого излучения сокращается из-за уменьшения разности показателей преломления на границе жидкость - ОВ. Данный тип ВОД может активировать сигнал тревоги, означающий превышение или падение уровня контролируемого вещества, активировать клапан для предотвращения повреждений или соответствующий процесс управления.
Б.1.3 Волоконно-оптические датчики сближения
В ВОД сближения использованы особенности излучения и отражения излучения в инфракрасной и видимой областях спектра, а также эффекты затухания мощности оптического излучения в результате приложенных на ВОД давления или вибрационных воздействий с целью детектирования сближения без необходимости прямого физического контакта. Данный тип ВОД может быть помещен, например, под ковровой дорожкой для определения количества людей на мероприятиях в целях обеспечения безопасности (внутренний ВОД).
Б.1.4 Волоконно-оптические датчики на основе эффекта фотопрерывания
ВОД на основе эффекта фотопрерывания - это устройство, излучающее оптическое излучение вдоль определенной границы, например дверного проема (внешний ВОД). Оптическое излучение регистрируется на другом конце контролируемой границы или отражается обратно к детектирующему элементу на стороне излучателя. Объект, прерывающий поток оптического излучения, спровоцирует срабатывание ВОД в виде сигнала тревоги. ВОД на основе эффекта фотопрерывания применяют для обеспечения безопасности работы различных механизмов, а также в системах учета и контроля доступа.
Б.2 Волоконно-оптические датчики положения
Б.2.1 Волоконно-оптические датчики линейного положения
ВОД линейного положения - это устройство, состоящее из набора ОВ, расположенных параллельно и определяющее положение детектируемого объекта, который прерывает или отражает оптическое излучение, поступающее в ОВ (внешний ВОД). Блок обработки информации такого ВОД фиксирует положение объекта в пределах определенного пространственного диапазона по относительным амплитудам сигнала от каждого из ОВ. Разрешающая способность определяемого положения детектируемого объекта зависит от расстояния между ОВ ВОД.
Б.2.2 Волоконно-оптические датчики углового положения
ВОД углового положения - устройство, состоящее из набора ОВ, расположенных по кругу и определяющее угловое положение детектируемого объекта, который прерывает или отражает оптическое излучение, поступающее в ОВ ВОД (внешний ВОД). Блок обработки информации такого ВОД фиксирует относительное угловое положение детектируемого объекта в пределах определенного пространственного диапазона по относительным амплитудам сигнала от каждого из ОВ. Разрешающая способность определяемого углового положения детектируемого объекта зависит от расстояния между ОВ ВОД.
Б.2.3 Волоконно-оптические датчики сближения
В ВОД сближения используют ОВ с внешним покрытием, толщина которого меняется вдоль длины ОВ по определенному закону (покрытие с перетяжками, сужениями), чувствительное к акустическим волнам (внутренний ВОД). Генерируемый в результате давления или вибрационных воздействий на ОВ акустический сигнал изменяет амплитуду проходящего по ОВ оптического сигнала из-за изменений геометрических размеров перетяжек (сужений) покрытия ОВ, в результате чего ВОД производит детектирование сближения без необходимости прямого физического контакта.
Б.2.4 Волоконно-оптические датчики положения в пространстве
ВОД положения в пространстве представляют собой наборы чувствительных элементов с соответствующими блоками обработки двумерных массивов данных. Принцип действия данного типа ВОД аналогичен принципу, используемому в ВОД линейного положения. Кроме того, для подобного типа ВОД могут быть использованы методы фазового детектирования.
Б.2.5 Волоконно-оптические датчики размеров
Размеры объекта могут быть измерены с помощью бесконтактных волоконно-оптических методов обнаружения краев детектируемого объекта. ВОД размеров - это устройство, состоящее из набора ОВ и производящее детектирование изменений отраженного или прошедшего оптического сигнала, поступающего в ОВ ВОД в определенной точке массива. Данный тип ВОД применяют в системах контроля в реальном времени, в которых требуется определять размеры объектов в процессе их сортировки.
Б.3 Волоконно-оптические датчики изменения положения
Б.3.1 Волоконно-оптические датчики линейной скорости
В ВОД линейной скорости используют методы, основанные на эффекте Доплера и фазового сдвига. Данными типами ВОД определяют относительную скорость объекта бесконтактным способом.
Б.3.2 Волоконно-оптические датчики угловой скорости
ВОД угловой скорости, как правило, применяют для определения скорости вращения колеса, шестерни или вала. В качестве данного типа ВОД используют ВОД на основе эффекта фотопрерывания (внешний ВОД).