Fiber Optik Sensörler

Fiber optik sensörler, ölçülecek fiziksel büyüklüğü (gerinim, sıcaklık, ivme, deplasman, basınç ya da eğim) elektrik sinyali yerine ışık üzerinden algılayan ölçüm elemanlarıdır. Duyarga noktasında hiçbir elektrik akımı bulunmadığından, bu sensörler elektromanyetik girişime (EMI/RFI) karşı tamamen bağışıktır ve yüksek gerilim, güçlü manyetik alan ya da patlama riski taşıyan ortamlarda güvenle kullanılabilir. Ölçüm bilgisi optik fiber boyunca kayıpsıza yakın taşındığı için, algılama noktası ile ölçüm cihazı arasında uzun mesafeler bulunabilir.

Bu özellikleri nedeniyle fiber optik sensörler; köprü, tünel ve baraj gibi yapıların sağlık izlemesinde (structural health monitoring), enerji üretim tesislerinde, jeoteknik uygulamalarda, havacılık ve rüzgâr türbini test ortamlarında ve elektromanyetik gürültünün geleneksel sensörleri kullanılamaz kıldığı laboratuvarlarda tercih edilir. Küçük boyutları ve metalik olmayan yapıları sayesinde kompozit malzemelerin içine gömülebilir ve MR (manyetik rezonans) ortamları gibi metal içermeyen alanlarda çalışabilirler.

Çalışma Prensibi

Fiber optik sensörler genellikle fiber içine yazılan bir Bragg ızgarasının (fiber Bragg grating) ya da optik yol farkının, ölçülen büyüklükle birlikte yansıttığı dalga boyunu değiştirmesi ilkesine dayanır. Örneğin sensöre gelen gerinim ya da sıcaklık değişimi, geri yansıyan ışığın dalga boyunu kaydırır; bu kayma bir sorgulayıcı (interrogator) tarafından ölçülerek fiziksel değere dönüştürülür. Sinyal ışık olduğu için ölçüm; kablo direnci, topraklama döngüleri ve elektriksel gürültüden etkilenmez. Bu da uzun süreli, kararlı ve tekrarlanabilir izleme sağlar.

Ölçüm Türleri

Fiber optik sensörler ölçtükleri büyüklüğe göre farklı ailelere ayrılır. Marmatek’in sunduğu çözümler aşağıdaki başlıca ölçüm ihtiyaçlarını kapsar:

• Gerinim ölçümü — yapısal yükleme, yorulma ve deformasyon analizinde yüzeye uygulanan ya da gömülen optik gerinim ölçerler.
• Sıcaklık ölçümü — elektriksel girişimin sorun olduğu ya da metalik prob istenmeyen ortamlar için optik sıcaklık probları.
• İvme ve titreşim ölçümü — makine ve yapı dinamiği izlemesinde optik ivmeölçerler.
• Deplasman, eğim ve basınç ölçümü — konum, eğim değişimi ve statik/dinamik basınç izlemesi için özel optik sensörler.

Seçim Kriterleri

Uygun fiber optik sensör seçilirken ölçülecek büyüklük (gerinim, sıcaklık, ivme vb.), sensörün uygulanacağı ortamın koşulları (nem, sıcaklık aralığı, elektromanyetik gürültü, patlama riski) ve montaj biçimi (yüzeye yapıştırma, gömme, rozet düzeni) belirleyicidir. Sensörün metalik olup olmaması, MR gibi ortamlarda ya da kompozit içine gömme uygulamalarında kritik önem taşır. Doğru sensör-sorgulayıcı eşleşmesi için uygulama gereksinimlerini bizimle paylaşmanızı öneririz.

Marmatek Fiber Optik Sensörler Çözümleri

Aşağıdaki fiber optik sensörler, farklı ölçüm ihtiyaçlarına yönelik seçenekler sunar:

• os3100 Optical Strain Gage — yapısal yük ve deformasyon izleme için optik gerinim ölçer.
• os3150 Optical Strain Gage — gerinim ölçümüne yönelik alternatif geometride optik gerinim ölçer.
• os3330 Fiber Optik Rozet Strain Gage — çok eksenli gerinim analizi için rozet düzenli optik gerinim ölçer.
• os3500 Gömülebilir Optik Gerinim Sensörü — beton ya da kompozit gibi malzemelerin içine gömülerek gerinim ölçen sensör.
• os4200 Sıcaklık Probu — optik esaslı sıcaklık ölçümü için prob.
• os4300 Metalik Olmayan Sıcaklık Sensörleri — metal içermeyen ortamlar için tasarlanmış optik sıcaklık sensörleri.
• os5100 Optik Deplasman Ölçer — konum ve yer değiştirme ölçümü için optik deplasman ölçer.
• os7200 Optik İvmeölçer — titreşim ve ivme izlemesi için optik ivmeölçer.
• os7500 Optik İvmeölçer — ivme ve titreşim ölçümüne yönelik alternatif optik ivmeölçer.
• os8100 Optik Eğim Sensörü — eğim ve açısal konum değişimini ölçen optik sensör.
• os9100 Optik Basınç Sensörü — basınç izlemesi için optik basınç sensörü.
• os9200 Optik Basınç Sensörü — farklı basınç uygulamalarına yönelik optik basınç sensörü.

Diğer sensör türleri ve tamamlayıcı ölçüm çözümleri için Sensörler kategorimize göz atabilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular

Fiber optik sensörler geleneksel elektrikli sensörlere göre hangi avantajı sunar?

En belirgin avantaj elektromanyetik girişime (EMI/RFI) karşı bağışıklıktır. Duyarga noktasında elektrik akımı bulunmadığından, yüksek gerilim hatları, güçlü manyetik alanlar ve elektriksel gürültünün yoğun olduğu ortamlarda kararlı ölçüm alınabilir. Ayrıca ışık sinyali fiber boyunca kayıpsıza yakın taşındığı için algılama noktası ile ölçüm cihazı arasında uzun mesafeler mümkündür.

Bu sensörler patlama riski olan ya da manyetik alan içeren ortamlarda kullanılabilir mi?

Evet. Sensör noktasında elektrik akımı ve kıvılcım riski bulunmadığından fiber optik sensörler patlama riski taşıyan ortamlar için uygundur. Metalik olmayan modeller ise (örneğin os4300 Metalik Olmayan Sıcaklık Sensörleri) MR gibi metal içermeyen alanlarda kullanılabilir.

Sensörü malzemenin içine gömerek ölçüm yapabilir miyim?

Bazı modeller bunun için özel olarak tasarlanmıştır. os3500 Gömülebilir Optik Gerinim Sensörü, beton ya da kompozit gibi malzemelerin içine gömülerek uzun süreli gerinim izlemesi yapar. Uygulamanızın montaj koşullarına göre en uygun sensörü belirlemek için bizimle iletişime geçmenizi öneririz.

Doğru fiber optik sensörü nasıl seçerim?

Seçim; ölçmek istediğiniz büyüklüğe (gerinim, sıcaklık, ivme, deplasman, eğim ya da basınç), ortam koşullarına ve montaj biçimine bağlıdır. Uygulama gereksinimlerinizi bizimle paylaştığınızda, sensör ve uygun sorgulayıcı eşleşmesi konusunda teknik destek sağlar ve teklif sunarız.