ьових методів контролю за станом технологічного обладнання дозволяє повністю позбутися недоліків датчиків традиційних типів.
Відмінними рисами цих пристроїв є:
відсутність механічного та електричного контакту з об'єктом (середовищем), відстань від датчика до об'єкта може становити кілька метрів;
безпосередній контроль об'єкта (транспортерної стрічки, ланцюга) а не їх приводів, натяжних барабанів і т. д.;
мале енергоспоживання;
нечутливість до налипання продукту за рахунок великих робочих відстаней;
висока перешкодостійкість і спрямованість дії;
разова настройка на весь термін служби;
висока надійність, безпека, відсутність іонізуючих випромінювань.
Принцип дії датчика заснований на зміні частоти радіосигналу, відбитого від рухомого об'єкту. Це явище ( ефект Допплера ) широко використовується в радіолокаційних системах для дистанційного вимірювання швидкості. Рухомий об'єкт викликає появу електричного сигналу на виході мікрохвильового приймально-передавального модуля.
Так як рівень сигналу залежить від властивостей об'єкту, що відображає, датчики руху можуть використовуватися для того, щоб сигналізувати про обрив ланцюга (стрічки), наявності на конвеєрній стрічці будь-яких предметів або матеріалів. Стрічка має гладку поверхню і низький коефіцієнт відбиття. Коли повз датчика, встановленого над робочою гілкою транспортера, починає рухатися продукт, збільшуючи коефіцієнт відбиття, прилад сигналізує про рух, тобто, фактично про те, що стрічка не порожня. По тривалості вихідного імпульсу можна на значній відстані судити про розмір переміщуваних предметів, виробляти селекцію і т.д.
При необхідності заповнити яку-небудь ємність (від бункера до шахти) можна точно визначити момент закінчення засипки - опущений на певну глибину датчик буде показувати рух наповнювача до тих пір, поки не буде засипаний.
Конкретні приклади використання мікрохвильових датчиків руху в різних галузях промисловості визначаються її специфікою, але в цілому вони здатні вирішувати найрізноманітніші завдання безаварійної експлуатації обладнання та підвищити інформативність автоматизованих систем управління.
Це звичайно все добре, але я розповім докладніше про датчики, засновані на поверхневому плазмонного резонансу, або скорочено ППР.
2. Датчики на ППР
. 1 ППР та умови його спостереження
Сенсори на основі поверхневого плазмонного резонансу (ППР) або скорочено ППР сенсори - Це відносно новий клас сенсорів. Плазмонний резонанс - це збудження поверхневого плазмона на його резонансній частоті зовнішньої електромагнітної хвилею. У фізиці, плазмон - квазічастинка, відповідальна квантованию плазмових коливань, які представляють собою колективні коливання вільного електронного газу. Плазмони відіграють велику роль в оптичних властивостях металів. Світло з частотою нижче плазмової частоти відбивається тому,?? то електрони в металі екранують електричне поле світловий електромагнітної хвилі. Світло з частотою вище плазмової частоти проходить, тому що електрони не можуть достатньо швидко відповісти, щоб екранувати його. У більшості металів плазмова частота знаходиться в ультрафіолетовій області спектра, роблячи їх блискучими у видимому діапазоні. У легованих напівпровідниках плазмова частота знаходиться зазвичай в ультрафіолетовій області.
Енергію плазмона можна оцінити як:
де n - густину валентних електронів;- Елементарний заряд; - маса електрона;
? 0 - проникність вакууму.
Поверхневі плазмони (плазмони, обмежені поверхнями) сильно взаємодіють зі світлом, приводячи до утворення поляритонов. Вони відіграють роль в поверхневому посиленні раманівського розсіювання світла й у поясненні аномалій в дифракції металів. Поверхневий плазмонний резонанс використовується в біохімії, щоб визначати присутність молекул на поверхні.
Локалізований поверхневий плазмон присутній в дрібних металевих частинках (наночастицах), таких як золото або срібло. При досить малих розмірах частинок (діаметр частинки менше довжини хвилі вхідного електромагнітного випромінювання), вона може бути розглянута як коливний диполь. Поглинена енергія електромагнітного випромінювання може істотно нагрівати наночастки.
Технічний прийом, що дозволяє використовувати поверхневі плазмони в оптиці, заснований на використанні повного внутрішнього відображення. При повному внутрішньому відбитті уздовж відбиває світло поверхні поширюється електромагнітна хвиля, швидкість якої і зал...
