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光電センシングに光ファイバを使用する理由

2017年10月25日

検出の現場では、 スペースが限られていたり、大部分のセンサに向かない環境であることがあります。 そのような場所で光エネルギーを送るために使用されるのが、ガラスまたはプラスチックの透明なストランド、光ファイバです。 この記事では、光ファイバセンサのメリット、考慮すべき点、一般的な用途について説明します。  

高温用途に対応した光ファイバ

光ファイバセンシングをなぜ使用するのか?

光ファイバは光電センシング分野で役立つ数多くのメリットを持っています。例えば、サイズや柔軟性のほか、他のセンサでは対応が不可能な困難な環境でも耐える能力などがあります。 

1. 狭い検出場所に適したコンパクトなサイズ

光ファイバアセンブリは小型サイズで柔軟性に優れているため、狭いスペースにも配置して取り付けることができます。通常、プラスチック光ファイバアセンブリは光ファイバの単一ストランドです。極めて狭いスペースにも敷設できます。  プラスチックファイバは繰り返し曲げても優れた耐久性を発揮します。往復運動が行われる検出用途には、あらかじめコイル状になったプラスチックファイバを使用できます。

2. 過酷な環境や爆発の可能性がある環境でも高信頼性の性能を発揮

ファイバは腐食性材料や極端な湿度にさらされる場所でも耐えるように敷設することができ、電気的ノイズの影響を受けません。  光ファイバには電気回路が含まれず可動部品もないことから、危険な検出場所へ/から光を伝えるために使用できます。

さらに、大部分のガラス光ファイバアセンブリは非常に堅牢で、極端な温度でも高い信頼性を発揮します。過酷な環境では、プラスチックおよびガラス製の光ファイバアセンブリを保護するために、ポリプロピレン、テフロン、ナイロンなどのシース材が使用されます。 また、光ファイバは質量が小さいため、光ファイバアセンブリは強い振動や機械的な衝撃に耐えることができます。

3. 多様なアプリケーション要件を満たす高い柔軟性

フレキシブルプローブがある光ファイバでは、特定の応用分野の物理的および光学的な要件に合わせて最適に形状をアレンジできます。

光ファイバセンシング技術を選択する際に考慮すべき点

光ファイバセンシングシステムを使用する際のデメリットはわずかですが、それでもコスト、検出範囲、過剰ゲインなど、検出技術を選ぶ際に考慮すべき点がいくつかあります。

  • センシングシステムのコスト:ベーシックな光電センサには光ファイバアセンブリが含まれていないため、光ファイバを使用することでシステムのコストが増加します。 コストとメリットのバランスを評価し、光ファイバが本当に用途に合った適切なソリューションであるのかを判断してください。
  • 検出範囲と過剰ゲイン:光をファイバへ/から結合させると、大きな割合の検知光エネルギーが失われます。また、ファイバの長さに応じて光も減衰されます。その結果、アンプ内蔵型センサと比べて検出距離は短くなり、過剰ゲインレベルは低くなります。

光ファイバの一般的な用途

光ファイバはその固有の特性から、以下のような用途に適しています:

  • パンチプレス 
  • 振動フィーダ
  • コンベア
  • 錠剤の計数
  • 小さい対象物の検出 
  • 半導体処理設備
  • ロボットアームや可動機械

詳細については、技術者に問い合わせてお客様のアプリケーション要件についてご相談ください。 

光ファイバアセンブリ

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