Sensor fiber optik adalah cabang baru dari teknologi fiber optik yang bersaing dengan sistem komunikasi yang ada. Ini adalah topik yang sangat menarik dan hangat di bidang penelitian.
Sensor fiber optik memainkan peran penting dalam mengembangkan sistem komunikasi untuk mendeteksi, mengukur perubahan dalam fase, laju transmisi data, panjang gelombang, intensitas, kebisingan, kondisi lingkungan yang tidak rata, panas ekstrem, getaran tinggi, dll.
Sensor ini tersedia dengan harga yang lebih murah, dalam ukuran kecil dan pembuatannya mudah sehingga mengganti sensor normal yang biasanya digunakan sebelum penemuan sensor fiber optik.
Pada artikel kali ini, Elektronikapedia.com akan menjelaskan apa itu sensor fiber optik dan bagaimana cara kerjanya. Untuk penjelasan lengkapnya simak artikel dibawah ini.
Apa Itu Sensor Fiber Optik
Sebuah sensor yang menggunakan fiber optik sebagai elemen pendeteksi dikenal sebagai sensor serat optik. Sensor ini berukuran kecil dan tidak memerlukan sumber daya listrik.
Di tempat terpencil, beberapa sensor dapat dengan mudah dimultiplekskan di sepanjang fiber, dengan menggunakan pergeseran panjang gelombang cahaya untuk setiap sensor.
Untuk sensor fiber optik sebaliknya, Ia mendeteksi penundaan waktu ketika cahaya melewati di sepanjang fiber.
Di sini, waktu tunda dapat ditentukan dengan menggunakan perangkat yaitu reflektometer domain waktu optik dan pergeseran panjang gelombang diukur untuk mengimplementasikan reflektometri domain frekuensi optik.
Sensor fiber optik tahan terhadap interferensi elektromagnetik dam tidak menghantarkan listrik sehingga dapat diterapkan di beberapa lokasi di mana terdapat bahan yang mudah terbakar seperti bahan bakar jet atau listrik bertegangan tinggi.
Blok Diagram Sensor Fiber Optik
Bagian-bagian dari sensor fiber optik terutama terdiri dari sumber optik seperti dioda laser, laser dan LED, fiber optik, komponen sensor seperti transduser, detektor optik dan unit pemrosesan elektronik seperti penganalisa gelombang, penganalisa spektrum optik dan osiloskop.
Prinsip kerja sensor fiber optik adalah bahwa transduser mengubah beberapa parameter sistem fiber optik seperti panjang gelombang, intensitas, fase, polarisasi, dll. Hal ini memberikan peningkatan dalam memodifikasi karakteristik sinyal optik pada detektor.
Sensor fiber optik bekerja berdasarkan prinsip cahaya dari sumber cahaya atau laser superluminescent yang ditransmisikan melalui serat optik dan diperkuat oleh fiber Bragg grating atau serat optik.
Jenis Sensor Serat Optik
Berbagai jenis sensor serat optik tersedia tergantung pada berbagai faktor seperti prinsip kerja penginderaan posisi dan aplikasi.
Berdasarkan Lokasi Penginderaan
Sensor serat optik diklasifikasikan menjadi dua jenis sesuai dengan posisi penginderaannya. Amplop tipe luar ruangan dan sensor serat optik.
- Sensor Fibe Optik Tipe Intrinsik
Dalam sensor serat optik intrinsik penginderaan terjadi terutama di dalam serat itu sendiri. Sensor ini terutama bergantung pada sifat serat optik untuk mengubah efek lingkungan menjadi modulasi sinyal optik yang menyertainya.
Di sini sifat fisik dari sinyal optik disediakan dalam bentuk fase frekuensi intensitas polarisasi dll. Fitur utama dari sensor ini adalah menyediakan penginderaan terdistribusi jarak jauh.
- Sensor Fiber Optik Tipe Ekstrinsik
Fiber pada sensor ini digunakan sebagai pembawa informasi yang mewakili metode black box. Setelah informasi mencapai kotak hitam itu menghasilkan sinyal cahaya.
Jadi kotak itu bisa dirancang dengan cermin gas atau perangkat lain yang menghasilkan sinyal optik. Fungsi utama dari sensor ini adalah untuk mengukur kecepatan rotasi dari percepatan rotasi perpindahan getaran.
Sensor ini digunakan untuk mengukur suhu mesin pesawat dengan cara memancarkan berkas cahaya ke pyrometer radiasi yang diletakkan di bagian luar mesin pesawat. Juga sensor jenis ini digunakan untuk mengukur suhu di dalam transformator. Sensor menawarkan perlindungan yang sangat baik terhadap kerusakan kebisingan pada sinyal pengukuran.
Berdasarkan Prinsip Operasi
Sensor serat optik tersedia dalam tiga jenis berdasarkan prinsip pengoperasian seperti yang dibahas di bawah ini.
- Sensor Fiber Optik Berbasis Intensitas
Sensor serat optik berbasis intensitas menggunakan serat multimode dengan ukuran inti yang lebih besar untuk mengumpulkan lebih banyak cahaya. Di sirkuit di bawah ini dua serat disusun sangat berdekatan.
Ketika berkas cahaya memasuki serat ia merambat melalui pipa cahaya yang posisinya berubah seiring dengan perubahannya.
Jenis sensor ini memiliki beberapa batasan sehubungan dengan berbagai kerugian seperti kerugian pembengkokan mikro dan kerugian gabungan.
Untuk mengatasi kendala ini digunakan sensor serat optik berbasis kerapatan dengan berbagai panjang gelombang. Oleh karena itu satu panjang gelombang digunakan untuk mengukur semua kesalahan yang disebabkan oleh variasi intensitas yang tidak menguntungkan di daerah deteksi.
- Sensor Fiber Optik berbasis polarisasi
Sensor ini umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi pemrosesan dan pengukuran sinyal telekomunikasi. Susunan optik sensor ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Ini dirancang menggunakan polarizer untuk mempolarisasi seberkas cahaya dari sumber cahaya. Jadi cahaya terpolarisasi ini datang hanya pada 45 derajat terhadap sumbu yang disukai dari panjang serat pelindung polarisasi ganda.
Berdasarkan Aplikasi
Sensor fiber optik berdasarkan aplikasi diklasifikasikan menjadi tiga jenis yang dibahas di bawah ini.
- Sensor fisik
Sensor ini terutama digunakan untuk mengukur sifat fisik seperti stres, suhu, dll.
- Sensor kimia
Sensor ini untuk mengukur pH, studi spektroskopi, analisis gas, dll.
- Sensor bio-medis
Jenis sensor ini digunakan dalam aplikasi bio-medis yang berbeda seperti kadar glukosa, pengukuran aliran darah, dll.
Kelebihan dan Kekurangan Sensor Fiber Optik
Berikut adalah kelebihan dan kekurangan sensor fiber optik yang perlu Kamu ketahui.
Kelebihan
Kelebihan sensor fiber optik antara lain sebagai berikut.
- Sensor fiber optik bertindak sebagai sensor yang murah dan benar-benar terdistribusi sangat mudah diimplementasikan dan berpotensi berlebihan.
- Sensor ini memiliki keunggulan unik seperti ukuran kecil sensitivitas tinggi dan ketahanan terhadap interferensi elektromagnetik.
- Manfaat inheren dari sensor serat optik meliputi ukuran kecil, atenuasi rendah, pasif, bandwidth lebar, dll.
- Mudah diintegrasikan ke dalam berbagai struktur.
- Tidak mampu menghantarkan arus listrik.
- Kuat dan lebih tahan terhadap lingkungan yang keras.
- Kapasitas penginderaan jauh.
- Mereka memiliki kapasitas penginderaan multifungsi seperti tekanan, regangan, korosi, sinyal akustik & suhu.
Kekurangan
Kekurangan dari sensor fiber optik meliputi yang berikut ini.
- Itu mahal.
- Sistem deteksi itu rumit.
- Ini berbeda untuk pengguna dan karenanya membutuhkan pelatihan mendasar sebelum mereka menggunakannya.
- Perlu prosedur/metode pemasangan yang tepat.
- Sulit untuk mengembangkan sistem pengukuran dengan sensor serat optik.
- Setelah kami menghadapi kesulitan dengan sensor serat optik, kami memerlukan alat uji khusus.
- Komunikasi serat optik mahal dibandingkan dengan biaya koneksi broadband lainnya.
- Di pedesaan, penggunaan sensor ini sangat kurang.
Penggunaan Sensor Fiber Optik
Penggunaan sensor fiber optik meliputi yang berikut ini.
- Sensor ini digunakan untuk mentransmisikan cahaya untuk penandaan & pemotongan yang akurat.
- Ini digunakan di mana-mana mulai dari terowongan, kereta api & jembatan hingga sistem pembuangan limbah & oven industri.
- Ini digunakan dalam aplikasi penginderaan lingkungan & industri.
- Ini digunakan dalam jaringan komunikasi.
- Sifat fisik dapat diukur seperti suhu, perpindahan, tekanan, regangan, kecepatan, & percepatan dalam struktur dengan berbagai ukuran atau bentuk.
- Secara real-time, ini memantau kekuatan fisik struktur.
- Ini digunakan dalam terowongan, jembatan, bangunan, dan struktur warisan.
- Sensor serat optik digunakan untuk pengukuran suhu & tekanan di dalam sumur minyak.
- Sensor ini digunakan untuk memantau kinerja infrastruktur sipil seperti jembatan, bangunan, trotoar, jaringan pipa, bendungan, tiang pancang, terowongan, dll.
Demikianlah pembahasan mengenai sensof fiber optik, cara kerja, dan jenis jenisnya yang dapat tim elektronikapedia.com berikan. Semoga artikel ini dapat memberikan manfaat (SPIN).
