سنسور های نوری

سنسور های نوری به مدولاسیون ویژگی های موج الکترومغناطیسی متکی هستند. به بیان ساده در اثر اعمال فشار ویژگی های نور مانند شدت، فاز، طول موج، موقعیت فضایی، فرکانس و قطبش تغییر کرده و با آشکار سازی میزان این تغییرات، می توان میزان فشار اعمال شده را مشخص کرد.

طراحی های متنوعی برای سنسورهای فشار اپتیک معرفی شده است. در ادامه دو طراحی متداول این نوع سنسورها مورد بررسی قرار می گیرند که در هر دو ساختار از دیافراگم های انعطاف پذیر استفاده می شود.

در طراحی اول مطابق شکل زیر از دو فیبر نوری استفاده می شود. فیبر اول متصل به منبع نور بوده و نور را مستقیما از منبع به سمت یک دیافراگم انعطاف پذیر هدایت می کند. فیبر دوم برای دریافت نور بازتاب شده بوده و در انتهای آن یک آشکارساز (دتکتور) قرار دارد که نور بازتابی توسط آن دریافت می گردد. ساختار دیافراگم، به صورت دولایه بوده که یک سمت آن از جنس فلز، و سمت دیگر آن که به سمت فیبر است از جنس ماده ای با خاصیت بازتاب نور ساخته می شود. در اثر اعمال فشار و انحراف دیافراگم، شدت نور بازتابی به فیبر دوم تغییر می کند و با کالیبراسیون تجهیز و اندازه گیری شدت نور بازتابی و اعمال محاسبات لازم، میزان فشار اعمالی به دیافراگم، اندازه گیری می شود. 

سنسور نوری اندازه گیری فشار، مبتنی بر اندازه گیری اختلاف شدت نور

طراحی دوم، مبتنی بر یک فیبر نوری و دیافراگم انعطاف پذیر است. در این حالت، انتهای فیبر توسط یک ماده نیمه شفاف (M1) مسدود می شود. در اثر برخورد شدت اولیه نور E0 به ماده نیمه شفاف قسمتی از نور با شدت ثابت E1 بازتاب شده و بقیه نور از ماده عبور کرده و به دیافراگم (M2) می رسد. در اثر اعمال فشار و انحراف دیافراگم، نور بازتاب شده از سوی آن با شدت E2 مسیر های مختلفی خواهد داشت. بدین ترتیب با اندازه گیری اختلاف فاز ایجاد شده بین نور بازتاب شده از ماده نیمه شفاف و نور بازتاب شده از دیافراگم، و انجام محاسبات لازم، فشار اعمال شده به دیافراگم اندازه گیری می شود.

سنسور نوری اندازه گیری فشار، مبتنی بر اندازه گیری اختلاف فاز موج