¿Es factible utilizar fibra óptica para aumentar el área de detección de una matriz de fotodetectores infrarrojos?

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Estoy trabajando con un sistema de detector / emisor de infrarrojos basado en un LED Osram SFH 4545 IR colimado a través de una lente de 40 mm, 120 mm de diámetro y una matriz de sensores basada en tres conjuntos separados de tres Vishay TSOP 34856 con una señal de 56 kHz . Tanto el emisor como el detector están diseñados para montarse en una amplia variedad de objetos completamente móviles y, por lo tanto, no pueden conectarse físicamente.

El problema es que los elementos móviles que montan las matrices de sensores suelen ser mucho más grandes en términos de superficie que los detectores pueden cubrir, especialmente teniendo en cuenta la cantidad de componentes utilizados. Además, por diseño, los sensores deben exponerse durante un proceso altamente físico, por lo que requieren protección y mantenimiento adicionales.

¿Sería posible usar líneas de fibra óptica como un tubo de luz para llevar la señal IR a la matriz de sensores? Me imagino organizando varias líneas en un área amplia del elemento objetivo, aumentando así el área que cada arreglo puede cubrir y también permitiendo que los delicados componentes del sensor se muevan a una ubicación más protegida. Idealmente, me gustaría poder utilizar los mismos detectores o al menos uno con parámetros similares para evitar cualquier rediseño o reprogramación.

Si esto es posible, ¿qué tipo de cable se requeriría? ¿Cómo se recolectaría la señal de ir en cada cable? No puedo imaginar que tenga extremos de cable en bruto que sobresalgan en todas partes, pero parece que no puedo encontrar ningún componente de terminación que no esté diseñado para conectarse físicamente a una fuente de luz. He investigado esto a fondo a través de Google y varios otros foros y no he encontrado la información que necesito. Mi equipo y yo estamos firmemente en el campamento de bricolaje, por lo que nuestra base de conocimientos es profunda solo en áreas específicas. La fibra óptica no es una de ellas. Cualquier ayuda sería apreciada.

    
pregunta Rampant Mongoose

3 respuestas

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Entonces, solo desea utilizar fibra óptica para expandir el área de cobertura de los sensores. Es totalmente posible que el IR viaje a través de cables de fibra óptica, solo depende del tipo de cable y la longitud de onda de la transmisión. Eche un vistazo a esto, específicamente el diagrama que muestra la dispersión y la absorción por longitud de onda en el cable de fibra óptica.

Comprensión de las longitudes de onda en fibra óptica

Ycomodicenenesapágina,laslongitudesdeondaprincipalesson850,1300y1550,porquecaenentrelasbandasdeabsorción,ypareceque1550>1300>850porlacurvadedispersión.LasfibrasópticasseutilizanconLEDIR,porejemplo,enproductoscomoeste:

LED de infrarrojos acoplados de fibra óptica

Sin embargo, eso es obviamente diferente de lo que estás haciendo, ya que tu fuente IR no está directamente en un extremo. Me imagino que se reducirá a si el detector de IR es lo suficientemente sensible , y eso dependerá de la cantidad de luz que ingrese al cable, o de lo lejos que esté el cable y el LED.

Y parece que su detector es sensible de 850 - 1050nm, y su LED es de 940nm, así que eso es bueno, pero si va a usar esto durante el día, debe preocuparse por la irradiancia solar y la absorción atmosférica . Parece que hay aproximadamente 0.75 W / m ^ 2 a 940nm de irradiancia, y la banda de absorción está alrededor de una de esas mesetas:

Oenestaimagen,eselprimerpicoporencimadel50%desdelaizquierda,alrededordel65%,principalmentedebidoalvapordeagua:

Entonces, dado que no sé si planeas usar esto a plena luz del día o no, diría que si es un dispositivo de noche, hazlo. Si no, todavía podría ser posible, pero podría ser difícil. Si lo intentas y no funciona, hay 3 cosas que puedo pensar que podrían ayudarte:

  1. Consigue un IR LED más potente -Parece que ya tienes la IR más poderosa a 940nm, al menos en Digi-key, pero no puede hacer daño mirar alrededor.
  2. Obtenga detectores más sensibles
  3. Muévete a una longitud de onda diferente. - En realidad, también tengo algunos LEDs IR de OSRAM. Su 4545 tiene un pico de 500 mW / sr de intensidad radiante. Los que tengo son los 4751 , que alcanza un máximo de 1250 mW / sr. Estos parecen descontinuarse, pero sí tienen el 4750 , que tiene esencialmente las mismas especificaciones. 1250 mW / sr, a una longitud de onda de 850nm
respondido por el krb686
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En 1972 tuve cables de fibra óptica producidos (por un fabricante escéptico de detectores de infrarrojos) para conectarlos a la lente de varios detectores industriales de infrarrojos, estos detectores se utilizan para monitorear el paso de las explosiones de acero "al rojo vivo" en una colada continua planta. Si bien los detectores de infrarrojos se enfriaron con agua y se "ajustaron" a la máxima sensibilidad, originalmente todavía tenían que instalarse muy cerca de las florecillas de paso para funcionar de manera efectiva. Sin embargo, esta disposición original resultó en una tasa de falla del detector muy alta. Los cables de fibra óptica, que tenían cada uno aproximadamente 1 metro de longitud y aproximadamente 5 mm de diámetro (dentro de una carcasa exterior flexible), se fabricaron inicialmente con "extremos" de alta temperatura para permitir que cada uno se coloque cerca de las flores, con el IR asociado. los detectores se trasladaron de nuevo a un lugar más seguro "seguro". El sistema modificado funcionó extremadamente bien con los cables de fibra óptica alejados aún más de las flores. Debido a esto, los cables de fibra óptica posteriores no tenían que ser resistentes al calor como los dispositivos piloto y eran más baratos de obtener.

    
respondido por el T E Jermy
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La masa de gráficos de WRT krb686, tenga en cuenta que hay fibras más nuevas con una transmisión considerablemente mejor que la de la primera imagen. Es posible que pueda encontrar algo adecuado a su longitud de onda de interés si compra proveedores especializados, pero le resultará más barato utilizar fibra de telecomunicaciones estándar en general. Está a 940 nm en la fuente de LED, por lo que la mayoría de la fibra multimodo de 62.5 o 50 um probablemente funcionará bien. Para obtener más luz, con algunas posibles formas de degradación que PUEDEN O PUEDE NO importarle a su aplicación, puede observar algunas de las fibras más antiguas de "gran núcleo", ya que parece que está viendo fibras relativamente cortas. Carecen de características sofisticadas que son importantes para las telecomunicaciones modernas, pero son "tubos" más grandes con 100 o 200 um de núcleos (en vidrio, índice de pasos). Creo que su longitud de onda también funcionará en las típicas "fibras ópticas plásticas" que se encuentran en el Tamaño de núcleo de 1 mm y barato.

En cuanto a cómo entra la luz, puedes hacer bricolaje, pero es un área generalmente cara para jugar. "ball end lensing" (posiblemente "self-lensing" o algo así para ser más genérico) de Fibras es el / un enfoque típico para obtener una señal acoplada en una fibra: esencialmente, se funde el extremo de la fibra y se deja que forme su propia lente. El truco es que esto generalmente se hace con una empalmadora de fibra óptica, y cuestan más que mi auto ... Bueno, no es tan nuevo como un auto, pero aún así. 2 en la imagen es una lente esférica; también muestran otras formas, utilizadas para otros fines.

Aquíhayunenlaceaun"no solo para grado de iluminación" POF - 960um / 1000um página de TLC POF que está disponible para ~ 45 centavos / metro (menos a granel, estoy seguro)

    
respondido por el Ecnerwal

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