Разработка и исследование волоконно-оптических датчиков влажности газов

Разработка и исследование волоконно-оптических датчиков влажности газов

Автор: Дикевич, Алексей Александрович

Шифр специальности: 05.27.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2009

Место защиты: Москва

Количество страниц: 129 с. ил.

Артикул: 4369024

Автор: Дикевич, Алексей Александрович

Стоимость: 250 руб.

Разработка и исследование волоконно-оптических датчиков влажности газов  Разработка и исследование волоконно-оптических датчиков влажности газов 

СОДЕРЖАНИЕ
Общая характеристика работы
Введение
Список сокращений
ГЛАВА 1. ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ
1.1. Методы измерения влажности
1.2. Основные понятия гигромстрии. Характеристики влагосодержания и Благосостояния газов и выбор единиц измерения влажности
1.3. Волоконнооптические методы измерения влажности
1.3.1. Метод точки росы.
1.4. Принцип работы оптического волокна
1.5. Волоконные Брэгговские решетки
1.5.1 Брэгговское отражение
1.5.2 Типы фоточувствительности в германосиликатных волокнах
1.5.3. Методы повышения фоточувствителыюсти в
кварцевом оптическом волокне
1.6. Свойства ВБР
1.6.1. Профиль показателя преломления
1.6.2. Типы ВБР
1.6.3. Чувствительность к температуре и натяжению
1.6.4. Основные преимущества
1.7. Выводы к главе 1
ГЛАВА 2. ТЕХНИКА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БРЭГГОВСКИХ РЕШТОК
2.1. Методика измерения спектральных характеристик ВБР
2.1.1. Измерение брэгговской длины волны
2.1.2. Измерение ширины спектра отражения брэгговской рештки
2.1.3. Измерение ширины полосы брэгговской рештки
2.1.4. Измерение коэффициента отражения и силы брэгговской решетки
2.1.5. Измерение вносимых потерь
2.1.6. Измерение спектра оболочечных мод
2.2. Методы изготовления ВБР
2.2.1. Установка для записи волоконных брэгговских
решток через фазовую маску
2.2.2. Последовательность записи волоконных брэгговских решток
2.3. Математическое описание брэгговских решток
2.3.1. Спектральный отклик ВБР с точки зрения формализма связанных мод
2.3.2. Метод Тматриды
2.3.3. Метод случайной Тматрицы
2.4. Генератор влажного газа
2.5. Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ
3.1. Схема измерения с применением ОБА
3.2. Схема измерений с применением чирпированной рештки
3.4. Разработка и оптимизация технологического процесса записи волоконных брэгговских решток для создания датчиков на их основе
3.4. Запись волоконных брэгговских решток для датчиков
3.5. Выбор фактора аподизации
3.6. Выводы по технологии записи брэгговских решток
3.6. Волоконнооптический датчик влажности
3.6.1. Нанесение полиимида
3.6.2. Измерение реакции ВБР
3.7. Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. Волоконнооптический датчик точки росы
4.1. Состав и принцип работы
4.1.1. Чувствительный элемент
4.1.2. Источник излучения
4.1.3. Фотопримник
4.1.4. Охлаждение чувствительного элемента
4.1.5. Источник питания и регулятор
4.1.6. Программное обеспечение
4.1.7. Конструкция корпуса
4.2. Принцип работы датчика
4.3. Экспериментальные результаты
4.3.1. Использование скола одномодового волокна в качестве чувствительного
элемента
4.3.2. Использование скола многомодового волокна в качестве чувствительного
элемента 4
4.4. Обсуждение
4.5. Выводы к главе 4
Заключение и основные выводы
Литература


Исследованы особенности записи аподизированных волоконных брэгговских решёток с применением тримминга для получения заданных спектральных параметров, оптимальных для использования решёток в качестве чувствительных элементов датчиков влажности. Показана возможность их использования для создания волоконно-оптических датчиков относительной влажности. Предложен метод измерения точки росы, основанный на изменении коэффициента отражения от скола оптического волокна при его охлаждении до температуры, при которой прилегающий к охлаждаемой поверхности слой анализируемого газа достигает состояния насыщения. Показана возможность применения разработанного метода определения слоя конденсата для создания волоконно-оптического гигрометра точки росы. Разработан технологический процесс записи волоконных брэгговских решёток заданного профиля для использоваштя их в качестве чувствительных элементов датчиков. Разработаны два варианта архитектуры распределенных волоконно-оптических измерительных линий на основе мультиплексированных измерительных преобразователей относительной влажности для распределённого мониторинга влажности и температуры. Предложена конструкция миниатюрного волоконно-оптического детектора образования конденсата, позволяющего создать недорогой гигрометр точки росы с повышенным быстродействием. Теоретическое обоснование выбранных методов измерения влагосодержания и Благосостояния для волоконно-оптических датчиков влажности. Технологический процесс изготовления волоконных брэгговских решеток заданного профиля для использования их в качестве чувствительных элементов датчиков. Метод измерения точки росы газов, основанный на изменении коэффицие! Внедрение результатов работы Результаты диссертационной работы используются в Научно-производственной компании «Оптолипк» в процессе разработки волоконно-оп тического гигрометра. SPIE Europe Optics + Optoelectronics, Prague, Czech Republic, . По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе: статья в журнале «Известия ВУЗов, серия Электроника», а также в материалах (статьи и тезисы докладов) российских и международных конференций. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов по работе, содержит 8 страниц машинописного текста, включая таблиц, рисунков, одно приложение и список литературы в количестве наименований, а также приложение, содержащее 6 страниц. В связи с быстрым развитием автоматизированных систем управления и контроля, внедрением новых технологических процессов, переходом к гибким автоматизированным производствам стремительно возрастает потребность в датчиках. Помимо высоких метрологических характеристик датчики должны обладать высокой надёжностью, долговечностью, стабильностью, малыми габаритами, массой и энергопотреблением, совместимостью с микроэлектронными устройствами обработки информации при низкой трудоёмкости изготовления и небольшой стоимости. Этим требованиям в максимальной степени обладают волоконно-оптические датчики [1]. Приборы для измерения влажности газовых сред широко используются практически во всех областях человеческой деятельности - в промышленности, сельском хозяйстве, метеорологии, музеях, библиотеках, хранилищах и т. Особенно остро задача измерения влажности газов стоит в таких областях как микроэлектроника, мсдико-биологичсская и атомная промышленность, а также транспортировка природного газа. Специфика областей применения гигрометров выдвигает особые требования к функциональным характеристикам применяемых в их составе чувствительных элементов. Основной текущей тенденцией в развитии средств измерения влажности в настоящее время является узкая специализация. Различные гигрометры, предлагаемые в настоящее время на рынке, применяются для таких задач как измерение влажности в чистых комнатах, измерение наносодсржаний паров воды в технологических газах, контроль процессов осушки газов, метеоконтроль и исследования, в том числе и в верхних слоях атмосферы, контроль влажности в помещениях и т. В связи с ужесточением требований к условиям производства и хранения продукции все чаще возникают задачи непрерывного мониторинга параметров микроклимата в складских и производственных помещениях.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.195, запросов: 229