光纤传感器选型全攻略

光纤传感器选型全攻略

光纤传感器是自动化产线中常见的一类基础传感器，通过光纤线缆传输光信号并将其转换为电信号。因其抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、耐水、耐温性好、灵敏度高、信号传输距离远等优势，在自动化的各个细分行业都有着广泛的应用。本文将为您详细介绍光纤传感器的选型要点，包括光纤放大器、光纤元件和聚焦镜的选型要点，以及综合选型要点和经典应用场景。

什么是光纤传感器？

传感器将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

光纤传感器通常由光纤放大器、光纤元件组成；在遇到极细物料的检测（比如针尖、小孔等），会搭配上聚焦镜使用

光纤放大器的选型

根据应用场景需求选择相应功能类别的放大器型号，标准型、高速响应型、白光型

• 标准型：普遍应用于各种常规场景中
• 高速响应型：最快可达到16us响应速度，用于需要快速检测的场景
• 白光型：在遇到红色被测物或者红光干扰的环境下，可选用白光光源放大器可实现更稳定的检测效果

光纤元件的选型

光纤传感器大致分为对射型和反射型 2 种检测方法。对射型由发射器和接收器 2 条构成。漫反射型从外观来看是 1 根
但从端面观察，分为平行型、同轴型及分离型，如图所示：

功能上主要分为以下类型：

光纤元件的选型关键参数解析：

1. 光纤长度：
   指的是光纤元件的线缆长度。长度越长，越可安装在距光纤放大器较远的位置。

2. 弯曲半径
   指在即使将光纤元件的半径弯曲到多少 mm 使用，仍可在满足检测距离性能的同时进行无障碍使用。对于装配较为困难的场所，这种半径较小的机型则非常适合。

3. 感应距离
   可检测的距离；检测距离的数值越大，越可进行长距离检测。

4. 光轴直径
   主要为对射型光纤元件的指标，可对光轴进行全遮光的大小即为标准检测物体的大小。

5. 运行环境温度
   可在该温度范围内使用光纤元件。当使用的环境温度较高时，选择耐高温型（最高可达350℃）则最为理想

6. 纤芯

• 塑料型：丙烯酸类树脂，由 0.1 至 1 mm 直径的单根或多根制作而成，被聚乙烯等材料包裹；重量轻、低成本。
• 玻璃型：由 10 至 100 μm 的玻璃光纤组成，并由不锈钢管包覆。具有使用温度较高（350℃）等特点。

聚焦镜的选型

1. 检测原理

2. 规格尺寸：
   M3、M2.6、Ф4等

3. 光点直径：
   不同的型号，聚焦后的光点大小也不同

4. 焦距：
   根据使用需求选择对应焦距

综合选型要点

1. 分析检测物体特征：
   形状是否规则、颜色是否吸光、大小是否合适、材质反光情况、表面平整度等

2. 分析检测环境：
   检测距离、反应时间、安装位置、空间大小、温湿度、环境光是否干扰、相邻设备是否干扰

3. 分析客户需求：
   传感器使用方法、光纤弯折度、是否拖链、信号类别确认、机械结构、交货周期、预算成本等

4. 结合产品功能：
   漫反射、对射、螺纹、光杆、直角弯头、圆柱侧视、区域检测、平板支架、耐高温、聚焦镜等

经典应用场景