Εφαρμογή αισθητήρων οπτικών ινών σε βιομηχανικά περιβάλλοντα

Κυριακάκη, Ειρήνη

Application of fiber optic sensors in industrial environments

Διπλωματική εργασία

Author

Κυριακάκη, Ειρήνη

Date

2024-10-02

Advisor

Μαυρομμάτης, Κωνσταντίνος

Διπλωματική Εργασία (5.667Mb)

Keywords

Aισθητήρας ; Oπτική ίνα ; Αισθητήρας Οπτικών ινών ; Βιομηχανία ; Βιομηχανικά περιβάλλοντα

Abstract

Στην σύγχρονη εποχή, οι αισθητήρες οπτικών ινών παίζουν καίριο ρόλο στην καθημερινότητά μας, καθώς και έχουν κατακτήσει τους περισσότερους τομείς τής Βιομηχανίας. Η εφεύρεση και η εγκαθίδρυσή τους, οφείλονται στην ανάγκη κάλυψης σημαντικών προβλημάτων που ξεκίνησαν να προκύπτουν, εξαιτίας τής ανεπάρκειας και της αδυναμίας των απλών συμβατικών αισθητήρων να ανταπεξέλθουν σε ποικίλες εφαρμογές της Βιομηχανίας, δυσκολεύοντας την διεκπεραίωση των διαφόρων διεργασιών. Στόχος τής παρούσας εργασίας είναι η ανάλυση της τεχνολογίας των αισθητήρων οπτικών ινών, με σκοπό την κατανόηση της προέλευσής τους, της δομής τους και των αρχών λειτουργίας τους, εστιάζοντας στις εφαρμογές τους σε διάφορα βιομηχανικά περιβάλλοντα, καθώς και στις υπηρεσίες που παρέχουν στο εκάστοτε πεδίο εφαρμογής τους. Κατ’ αρχάς, θα ξεκινήσουμε με την παρουσίαση του αισθητήρα, εξετάζοντας την σημασία του, καθώς και την δομή και την τοποθέτησή του ως επιμέρους οντότητα ενός συστήματος, με απλά παραδείγματα. Επίσης, θα αναφερθούμε στις ποικίλες υπηρεσίες που προσφέρει στα κυριότερα πεδία εφαρμογής στην Βιομηχανία. Έπειτα, θα προχωρήσουμε με την μελέτη τής οπτικής ίνας, αναλύοντας την έννοια και την δομή της, καθώς και την θέση της σε ένα σύστημα ή δίκτυο. Επιπροσθέτως, θα εξετάσουμε τις ιδιότητές της, και θα παρουσιάσουμε συνοπτικά τις υπηρεσίες που προσφέρει στην Βιομηχανία. Στην συνέχεια, θα μελετήσουμε διεξοδικά τον αισθητήρα οπτικών ινών, ξεκινώντας με την παρουσίαση της προέλευσής του, καθώς και την ιστορία τής σύζευξης των δύο προαναφερθεισών τεχνολογιών που τον δημιούργησαν. Επίσης, θα εξετάσουμε την δομή και την τοποθέτησή του ως μέρος ενός συστήματος, καθώς και θα αναλύσουμε λεπτομερώς τις αρχές λειτουργίας του. Έπειτα, θα εστιάσουμε στις υπηρεσίες που παρέχει σε ποικίλους τομείς τής Βιομηχανίας, καθώς και την πληθώρα πλεονεκτημάτων που διαθέτει. Τέλος, θα συνοψίσουμε, ανακεφαλαιώνοντας τις πληροφορίες και τις γνώσεις που συλλέξαμε από τα προηγούμενα κεφάλαια, καθώς και παρουσιάζοντας συνοπτικά τις μελλοντικές προοπτικές για τους αισθητήρες οπτικών ινών.

Abstract

In modern days, fiber-optic sensors play a crucial role in our everyday life, and have conquered the majority of industrial fields, as well. The invention and establishment of fiber-optic sensors are due to the necessity to resolve significant problems, which started to occur, due to the inefficiency and inadequacy of plain conventional sensors to cope in a variety of industrial applications, rendering the consummation of various processes difficult. The goal of this thesis is the analysis of the fiber-optic sensor technology, for the purpose of understanding its origin, structure and operating principles, focusing on its applications in numerous industrial environments, as well as the services they provide in every field of application. Firstly, we will present the sensor, by analyzing its meaning, as well as its structure and positioning as an individual entity of a system, with the use of simple examples. Moreover, we will refer to the various services it provides in the major industrial fields of application. Furthermore, we will proceed with the analysis of the optical fiber, by dissecting its concept and structure, as well as its positioning as a part of a system or network. Additionally, we will examine its properties, and briefly present the services it provides in the Industry. Consequently, we will elaborate on the fiber optic sensor, starting by presenting its origin, as well as the history of the conjunction of both of the aforementioned technologies that created it. Moreover, we will examine its structure and positioning as a part of a system, and analyze exhaustively its operating principles, as well. Furthermore, we will focus on the services it provides to various industrial sectors, as well as the numerous advantages it has to offer. Ultimately, we will summarize the information and knowledge we gathered from the previous chapters, and briefly present the prospects of fiber-optic sensors.