Global site

Strona ABB używa ciasteczek (cookies). Pozostając na stronie wyrażasz zgodę na używanie ciasteczek zgodnie z naszą polityką. Więcej

Zasada działania czujnika FOCS

Efekt Faradaya

Czujnik FOCS firmy ABB to wyjątkowy produkt do światłowodowego pomiaru prądu wykorzystujący efekt Faradaya zachodzący w światłowodzie. Włókno czujnika otacza szyny zbiorcze, wiodące prąd.

Efekt Faradaya to zjawisko polegające na tym, że w otoczeniu takim, jak szkło, spolaryzowane kołowo (w lewo i prawo) fale światła przemieszczają się z różną prędkością, jeśli zostanie przyłożone pole magnetyczne o kierunku zgodnym z rozchodzeniem się fal. W wyniku tego powstaje przesunięcie faz pomiędzy tymi falami.

Dwie fale światła o prostopadłych liniowych polaryzacjach przemieszczają się z modułu optoelektronicznego, w którym znajduje się półprzewodnikowe źródło światła, za pośrednictwem światłowodu łączącego do jednostronnie zakończonego światłowodu pomiarowego umieszczonego wokół szyny pradowej. Do pomiaru prądu stałego o dużym natężeniu wystarczy z reguły pojedyncza pętla. Na wejściu światłowodu pomiarowego światłowodowy opóźniacz fazy przekształca prostopadłe fale liniowe na spolaryzowane kołowo (lewo i prawo skrętne). Fale koliste przechodzą przez pętlę światłowodu czujnika, są odbijane na jej końcu  i wracają do wejścia pętli. Następnie ma miejsce ich ponowne przekształcenie w fale prostopadłe spolaryzowane liniowo. 

Jako, że w przypadku przepływu prądu stałego I fale koliste przechodzą przez światłowód czujnika z nieco innymi prędkościami,  dla dwóch powracających fal światła występuje przesunięcie faz. Przesunięcie faz jest proporcjonalne do całki pola magnetycznego wokół szyn wzdłuż pętli zamkniętej światłowodu czujnika , w związku z czym  może być wykorzystane do pomiaru prądu. 

Powracające fale spotykają się w module optoelektronicznym. Procesor sygnałów przekształca następnie optyczne przesunięcie faz na sygnał cyfrowy. Ważną zaletą pętli czujnikowej wykorzystującej odbicie jest poza prostotą konstrukcji fakt, że sygnał czujnika jest w dużym stopniu odporny na zakłócenia mechaniczne, takie jak wstrząsy i wibracje. Przesunięcie faz spowodowane efektem Faradaya, podwaja się podczas przepływu fali w obu kierunkach, a różnice faz spowodowane przez zakłócenia mechaniczne są odwzajemnione i się niwelują.

Technologia optoelektrycznego obwodu wykrywania jest tą samą, którą wykorzystuje się w światłowodowych żyroskopach i została wielokrotnie sprawdzona w wymagających systemach nawigacji. Żyroskopy światłowodowe wykorzystują do pomiaru prędkości obrotowej efekt Sagnaca występujący w przypadku dwóch rozchodzących się w przeciwnych kierunkach fal światła w pętli światłowodu.

Kanały RSS