Технологическое проектирование высокотемпературных волоконно-оптических датчиков давления

• Автор: Бростилов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
ГЛАВА 1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ПРЕДМЕТА ИССЛЕДОВАНИЙ 12 1Л Анализ состояния вопроса создания и внедрения волоконно-оптических систем и датчиков давления на изделиях ракетно-космической и авиационной техники
1.2 Искро-взрыво-пожаробезопасность волоконно-оптических информационно-измерительных систем и систем управления

1.3 Анализ существующих волоконно-оптических датчиков давления и

технологии их изготовления

Основные выводы и результаты

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ
2.1 Математическая формализация процесса распространения светового потока в волоконно-оптическом преобразователе микроперемещения отражательного типа
2.2 Обоснование выбора физической реализации волоконно-оптических преобразователей микроперемещений отражательного

2.3 Численное математическое моделирование конструктивнотехнологических параметров волоконно-оптического преобразователя
микроперемещений отражательного тип
Основные выводы и результаты
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ

3.1 Конструктивно-технологические особенности изготовления волоконно-оптического датчика давления на основе разработки волоконно-оптического преобразователя микроперемещений
3.2 Принцип действия и функция преобразования волоконно-оптического датчика давления на основе волоконно-оптического преобразователя микроперемещений отражательного типа
3.3 Методика расчета конструктивных параметров отдельных узлов волоконно-оптического датчика давления на основе волоконно-оптического преобразователя микроперемещений отражательного типа
3.4 Выбор элементной базы высокотемпературных волоконно-
оптических датчиков давления отражательного типа
Основные выводы и результаты
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ
4.1 Метрологический анализ высокотемпературного волоконно-оптического датчика давления
4.2 Описание измерительной установки для сборки, юстировки и исследования волоконно-оптических датчиков давления
4.3 Экспериментальные исследования волоконно-оптического датчика
давления на основе ВОПМП
Основные выводы и результаты
Заключение
Перечень принятых сокращений
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЕ А Технические характеристики зарубежных
и отечественных датчиков давления
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Программы моделирования распределения светового потока в пространстве ВОП микроперемещения

ПРИЛОЖЕНИЕ В Патент РФ
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Фотографии и сборочный чертеж макетного образца
ВОДД отражательного типа
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Методики испытаний на воздействие повышенной
температуры окружающей среды
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Акты внедрения результатов диссертации
Излучение от источника света 1 (полупроводникового лазера) вводится в отрезок оптического волокна, который сваривается с входом волоконного поляризатора 4. Выход волоконного поляризатора путем сварки соединяется с оптическими волокнами чувствительного элемента 6.
Сигнал с фотоприемника 9 поступает на предварительный усилитель 10, проходит фильтр низких частот 11, 12 и поступает на счетчик импульсов 13.
Усилитель-ограничитель 12 выделяет последовательность импульсов, число которых пропорционально давлению на ОВ. Счетчик импульсов 13 осуществляет подсчет количества импульсов на периоде времени, в течение которого изменяется длина волны источника света.
Изменение интенсивности на фотоприемнике можно описать следующим образом:
/ 2 п
1 -СОБ • ВЬв
{ + тБІпсоі) /
При давлении на ОВ в 1Н количество биений интенсивности возрастает на 2Н, а при давлении на световедущую жилу в 1000Н количество биений возрастает до 2000Н.
Данные недостатки устранены в ВОДД с кварцевым чувствительным элементом, приведенном на рисунке 1.11 [40].

1 - лазер; 2 - линза; 3 - кварцевый световод; 4 - пластина;
5 - отводящее оптическое волокно; 6 - фотоприемник Рисунок 1.11- Волоконно-оптический датчик давления на туннельном эффекте