Tecnología de detección por fibra óptica: qué es y cómo funciona

November 1, 2017

Este artículo explica qué es la fibra óptica y cómo funciona para la detección fotoeléctrica en aplicaciones industriales. Siga leyendo para aprender terminología importante y los conceptos básicos de los sistemas y montajes de fibra óptica.

¿Qué es la fibra óptica?

La fibra óptica se utiliza para transmitir energía luminosa a larga distancia. Las fibras ópticas son hebras finas y transparentes de vidrio o plástico de calidad óptica que pueden ser tan finas como un mechón de pelo. En la detección fotoeléctrica, estas fibras se utilizan para transmitir y/o recibir la luz del LED de un sensor.

Una fibra óptica consta de un núcleo de vidrio o plástico rodeado de una capa de material de revestimiento y (en el caso de las fibras de plástico) de una cubierta. Las fibras de vidrio se disponen en haces, y las fibras de plástico suelen empaquetarse como monofilamentos.

Las fibras de vidrio no tienen revestimiento. En su lugar, los haces de fibra de vidrio se empaquetan en un revestimiento que suele ser un conducto flexible de acero inoxidable, pero que puede ser de PVC u otro tipo de tubo de plástico flexible. También se puede utilizar una bobina protectora de acero debajo de la funda para proteger el haz de fibras.

Para saber más, lea: Cuándo utilizar la fibra óptica para la detección fotoeléctrica.

Términos de fibra óptica

Núcleo

El fino centro de vidrio o plástico de la fibra, por donde viaja la luz.

Revestimiento

Material óptico exterior que rodea el núcleo y refleja la luz hacia el núcleo.

Revestimiento

Una capa protectora para proteger la fibra de plástico de los daños y la humedad.

Tipos de fibras

Las fibras de vidrio resuelven aplicaciones de detección en entornos difíciles.
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Fibra Óptica de Vidrio

La fibra óptica de vidrio está formada por un haz de hebras de fibra de vidrio muy pequeñas (normalmente de 0,002 pulgadas o 50 micras de diámetro).

Un conjunto típico de fibra óptica de vidrio consta de varios cientos de fibras, protegidas por un material de revestimiento, normalmente un cable flexible blindado.

Las fibras de vidrio se utilizan sobre todo en entornos difíciles, como aplicaciones con altas temperaturas, sustancias corrosivas o humedad.

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Fibra óptica de plástico

La fibra óptica de plástico suele tener un núcleo de monofilamento más grande. No siempre está agrupada y se presenta en una sola hebra de material de fibra óptica (normalmente de 0,01 a 0,06 pulgadas o de 0,25 a 1,5 mm de diámetro).

Las fibras de plástico suelen utilizarse en aplicaciones de propósitos más generales en donde puedan tolerar la flexión extrema y ser cortadas a la longitud deseada para caber en las configuraciones de espacio limitado.

Cómo funciona un sistema de fibra óptica

La forma en que la fibra óptica transporta los rayos de luz puede explicarse con el principio óptico de la reflexión interna total. Este principio establece que cualquier rayo de luz que incida en el límite entre el núcleo y el revestimiento (que tienen densidades diferentes) se reflejará totalmente, siempre que el ángulo de incidencia sea inferior a un determinado valor crítico. El haz de luz es transportado a través de la diminuta fibra por reflexión, saliendo en el mismo ángulo aproximado en el que entró en la fibra.

La señal tiende a degradarse con la distancia. Se producirá una atenuación de la señal, dependiendo de la pureza del material del núcleo.

El diagrama de la derecha muestra cómo se conecta un conjunto de fibra óptica a un amplificador en un sistema de detección por fibra óptica.

Conjuntos de fibra óptica

Un conjunto de fibra óptica determina el modo de detección. Por tanto, una vez elegido el tipo de fibra que desea utilizar, deberá elegir el montaje que requiere su aplicación.

Conjuntos individuales de fibra óptica

Los conjuntos de fibra óptica individuales simplemente guían la luz desde un emisor hasta un lugar de detección, o desde el lugar de detección hasta un receptor. La configuración del conjunto de fibra óptica determina el modo de detección. Los conjuntos individuales suelen utilizarse por parejas para la detección en modo opuesto.

Conjuntos bifurcados de fibra óptica

Las fibras ópticas bifurcadas conducen la luz emitida junto con la luz recibida (a través de dos ramas formadas por fibras diferentes) dentro de un conjunto de fibras ópticas. Esto permite que un único sensor ilumine y visualice un objeto a través del mismo conjunto de fibra óptica.

Si aparece un objeto delante del extremo de detección de una fibra óptica bifurcada, la luz de una rama se reflejará en el objeto y volverá al receptor a través de la otra rama. Los conjuntos bifurcados se utilizan normalmente en la detección en modo difuso y también pueden utilizarse en la detección en modo retrorreflectante.

Para Más Información

Para obtener más información sobre la detección por fibra óptica, póngase en contacto con un experto para hablar de su aplicación específica.

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