光ファイバーセンサーと光電センサーの違いは何ですか?

光ファイバーセンサー生産計測では代表的なセンサーとして光電センサーと光電センサーがよく使われていますが、両者の違いは何でしょうか？

1. 異なる定義

光ファイバーセンサー：光ファイバーセンサーは、測定対象物の状態を測定可能な光信号に変換するセンサーです。 光ファイバーセンサーの動作原理は、光源入射ビームを光ファイバーを通じて変調器に送り、変調器と外部の測定パラメータとの相互作用により、光の強度、波長、周波数、位相、偏波状態の変化が変調された光信号となり、光ファイバを通って光電デバイスに入り、復調器を経て測定パラメータが取得されます。

光電センサー：光電センサーは、光信号を電気信号に変換するデバイスです。 光電効果に基づいて動作します。 光電効果とは、ある物質に光が照射されると、その物質の電子が光子のエネルギーを吸収し、それに対応した電気効果が生じる現象を指します。

2. 異なるパフォーマンス

光電センサー：

⑴ 広い過渡応答範囲と高調波測定能力に優れています。 過渡特性の品質は、変圧器を電力システムに適用できるかどうかを判断する重要なパラメータであり、特にリレー保護動作時間との連携が重要です。 従来の電磁トランスは鉄心の存在により高周波信号に対する応答特性が悪く、一次側の過渡過程を正確に反映できませんでした。 ただし、CT の測定周波数範囲は主に電子回路によって決定され、コアの飽和には問題がないため、一次側の過渡プロセスを正確に反映できます。 一般的には 0.1Hz ～ 1MHz まで設計できますが、特殊な場合は最大 200MHz 帯域まで設計できます。 光電センサの構造により、高圧送電線の高調波を測定できます。 電磁誘導トランスは手が届きにくいです。

(2) デジタルインターフェース、強力な通信能力。光電センサーダウンは光デジタル信号であるため、通信ネットワークとのインターフェースが容易で、伝送プロセスでの測定エラーがありません。 同時に、コンピュータ化された保護および制御装置の普及に伴い、光電変換器はデジタル量を二次装置に直接提供できるため、元の保護装置のコンバータとA/Dサンプリング部分が不要になり、保護装置の設計が大幅に簡素化されます。二次機器の保護、および新しい保護原理の研究を促進します。

(3) 小型、軽量、アップグレードが容易で、変電所の小型化の要件を満たし、コンパクトです。光電センサーはセンサーヘッドと電子回路の信号取得と処理に基づいているため、体積が小さく、重量は通常 1000kg 未満です。 AIS または GIS に簡単に統合できるため、変電所の面積が大幅に削減され、変電所の小型化とコンパクト化の要件を満たします。 同時に、光トランスは少数の光ケーブルを介して二次機器に接続されるため、ケーブル溝とケーブルを大幅に削減できます。

光ファイバーセンサー：

⑴ 耐電磁波および原子放射線干渉の特性を持ち、直径が細く、品質が柔らかく、軽量です。

(2) 絶縁性、無誘導性の電気的特性

(3) 耐水性、耐高温性、耐食性、その他の化学的特性が、その場所に到達したり、その地域（核放射線区域など）の人々に有害となる可能性があり、人々の目や耳の役割を果たします。

(4) 人間の生理的境界を超え、人間の感覚では感じられない外部情報を受け取ることができます。

3. 異なる動作原理

まず、両者の動作原理から説明すると、光電センサーは光電効果の原理に基づいています。つまり、半導体で作られた光電センサーに光が当たると、光電子が放出されます。電気エネルギーに変換することができます。 たとえば、光制御に一般的に使用されるフォトレジスタ、フォトダイオード、フォトトランジスタはこの効果に基づいています。

光電センサーの動作原理

光ファイバーセンサーは光の全反射の原理で動作します。 光の全反射の原理は中学校の物理で習います。 たとえば、光の屈折と反射に関するスネルの法則は、数学的な関係によって明確に表現されます。 したがって、光ファイバーの光伝送特性を利用して、測定結果を光の周波数、波長、強度、位相の変化などの光の特性の変化に変換することができます。

4. 異なる素材

光電センサーは主に光電効果をもつ半導体材料や金属材料で作られています。 例えば、フォトダイオードおよびフォトダイオードの製造材料には一般にシリコン材料またはゲルマニウム材料が含まれ、感光性抵抗器は硫化カドミウム材料またはアンチモン化インジウム材料で作られている。

光ファイバーセンサーは光透過率の高いガラスファイバー（主に石英ガラス）で構成されており、構成は比較的シンプルです。

5. 異なる構造

光電センサーは、ピン、シェル、チューブコア、およびガラスコンデンサー部分を備えたフォトダイオードなど、比較的単純です。

光ファイバーセンサーの構造は比較的複雑であり、さらに光ファイバーと補助制御としていくつかの複雑な周辺機器が必要です。

6. さまざまな測定範囲

光電センサーによって測定される範囲は比較的狭く、一般に光の強度、照度、速度、ひずみ変位が含まれます。

光ファイバーセンサーの測定範囲は比較的広く、圧力、振動、速度、電流、温度、流量、磁場など約70以上の物理量を測定できるため、光ファイバーセンサーの将来の発展の可能性は非常に大きく、後発と言われます。

7. さまざまなアプリケーション

光電センサ：光電素子を感応素子として用いた光電センサで、種類が豊富で幅広い用途に使用されます。 光電センサの出力特性は、測定値を光電測定器による光電流の連続変化に変換し、光の強さや物体の温度などの物理量を測定するものと、光透過率、変位、表面状態。 例えば、光強度照度計、光電高温計、光電比色計・濁度計の測定、火災予防のための光電警報器などの加工品の直径、長さ、楕円率、表面粗さの検査などの自動検出装置や、機器の場合、感応素子は光電素子です。 半導体光電子デバイスは民生産業で広く使用されているだけでなく、軍事でも重要な役割を果たしています。

たとえば、硫化鉛フォトレジスタは、赤外線暗視装置、赤外線カメラ、赤外線ナビゲーション システムとして使用できます。 測定された光電流を変換して変化し続けます。 光が当たったとき、または光が当たっていないとき、電気信号が出力される「あり」または「なし」という特性を利用して、さまざまな光電自動装置が作られています。 この光電素子は、スイッチング光電変換素子として用いられる。 例えば、電子計算機用光電入力装置、スイッチング温度調整装置、速度測定用デジタル光電速度計などです。

光ファイバーセンサー: 橋、ダム、油田などの都市建設における干渉ジャイロスコープと格子圧力センサーの応用。光ファイバーセンサーはコンクリート、炭素繊維強化プラスチック、およびさまざまな複合材料に埋め込み、応力緩和や建設をテストすることができます。応力および動的荷重応力を測定して、短期間の建設段階および長期間の運用中の橋の構造性能を評価します。 電力システムでは、高圧トランスや大型モーターのステーターやローターの温度検出など、温度や電流などを測定する必要があります。 電気センサーは電磁障害の影響を受けやすいため、このような場合には使用できず、光ファイバーセンサーのみが使用されます。

連絡先：

何かアイデアがございましたら、お気軽にご相談ください。 お客様がどこにいても、また当社の要件が何であっても、当社はお客様に高品質、低価格、最高のサービスを提供するという目標に従います。