Дифференциальные волоконно-оптические датчики давления отражательного типа

• Автор: Коломиец, Лев Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

ГЛАВА 1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Волоконнооптические датчики в информационноизмерительных

и управляющих системах

1.2 Анализ состояния вопроса создания и внедрения волоконнооптических датчиков на изделиях авиационной техники

1.3 Обоснование выбора волоконнооптических датчиков

давления отражательного типа

Основные результаты и выводы

ГЛАВА 2 ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКАХ ДАВЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО ТИПА.

2.1 Параметры оптической системы волоконнооптических

датчиков давления отражательного типа.
2.2 Формализация процесса распределения светового потока в волоконнооптических преобразователях.
2.3 Математическая модель функции преобразования волоконнооптических преобразователей линейного перемещения при модуляции оптического сигнала зеркально отражающей поверхностью
2.4 Вывод функции преобразования волоконнооптических преобразователей углового перемещения при модуляции оптического
сигнала зеркально отражающей поверхностью.
Основные результаты и выводы
ГЛАВА 3 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В ВОЛОКОННООПТИЧЕСКОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО ТИПА
3.1 Дифференциальный способ преобразования оптических сигналов в волоконнооптическом преобразователе давления отражательного типа.
3.2 Определение условий реализации дифференциального преобразования оптических сигналов в волоконнооптическом преобразователе давления отражательного типа
3.3 Исследование и анализ параметров функции преобразования дифференциального волоконнооптического преобразователя давления отражательного типа
3.4 Вывод функции преобразования дифференциального
волоконнооптического датчика давления отражательного типа.
Основные результаты и выводы.
ГЛАВА 4 КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ВОЛОКОННООПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО ТИПА
4.1 Особенности построения и принцип действия дифференциальных волоконнооптических датчиков и преобразователей давления отражательного типа
4.2 Описание экспериментальных образцов дифференциальных волоконнооптических датчиков давления отражательного типа.
4.3 Устройство и принцип действия измерительной установки для экспериментальных исследований макетных образцов волоконнооптических преобразователей и датчиков давления отражательного типа
4.4 Методика и результаты экспериментальных исследований макетных образцов дифференциальных волоконнооптических преобразователей
и датчиков давления отражательного типа
Основные результаты и выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Без соавторов опубликовано 2 работы. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, восемь приложений. Основная часть изложена на 1 страницах машинописного текста, содержит рисунок, 9 таблиц. Список литературы содержит наименований. Приложения к диссертации занимают страниц. Структурная и математическая модели, алгоритмы дифференциального преобразования оптических сигналов волоконнооптических преобразователей и датчиков давления отражательного типа. Дифференциальный способ преобразования оптического сигнала от одного источника излучения в ВОПД отражательного типа. Методика определения условий, при которых реализуется дифференциальное преобразование оптических сигналов в ВОПД отражательного типа. Научное обоснование и новые технические решения дифференциальных ВОДЦ отражательного типа, обеспечивающие высокие метрологические и эксплуатационные характеристики для ВОИИС ракетнокосмической, авиационной и др. Потребность в датчиках стремительно растет в связи с бурным развитием информационноизмерительных систем ИИС, автоматизированных систем контроля и управления, внедрением новых технологических процессов, переходом к гибким автоматизированным производствам. Помимо высоких метрологических характеристик датчики должны обладать высокой надежностью, долговечностью, стабильностью, малыми габаритами, массой и энергопотреблением, совместимостью с микроэлектронными устройствами обработки информации. Этим требованиям в максимальной степени удовлетворяют волоконнооптические датчики. Первые попытки создания датчиков на основе оптических волокон можно отнести к середине х годов. Публикации о более или менее приемлемых разработках и экспериментальных образцах подобных датчиков появились во второй половине х годов. Однако считается, что этот тип датчиков сформировался как одно из направлений техники только в начале х годов. Тогда же появился и термин волоконнооптические датчики i i . Современные ВОД позволяют измерять многие физические параметры, например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость вращения, скорость линейного перемещения, ускорение, колебания, массу, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, параметры электрического и магнитного полей, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т. При этом следует подчеркнуть, что с учетом ряда требований, связанных с обеспечением необходимых метрологических характеристик ВОД, возможностью их практической реализации с помощью современной производственнотехнологической базы, круг используемых физических принципов существенно сужается. Основными элементами ВОД являются оптические источник и приемник излучения за исключением пирометрических ВОД, оптоволоконный тракт линия связи, оптический чувствительный элемент. Возможны варианты ВОД, в которых волоконный световод наряду с функцией линии передачи оптических сигналов одновременно выполняет также роль чувствительного элемента датчика, что позволяет осуществлять распределенное измерение интересующего параметра вдоль трассы оптоволоконного кабеля. Для практического внедрения ВОД необходимы элементы системной техники, которые в совокупности с вышеуказанными элементами и линией связи образуют измерительную систему. Вопросам создания и теоретических исследований ВОД посвящено большое количество публикаций, но до настоящего времени не существует скольконибудь полной и признанной классификации ВОД 4. Классификацию ВОД целесообразно проводить в соответствии с тем, какой из параметров световой волны амплитуда, фаза, частота длина волны, поляризация и т. ВОД. В качестве иллюстрации в таблице 1. ВОД, представляющих значительный практический интерес . Таблица 1. Отражательно проходящего типа Электрическое напряжение, напряженность электрического поля Эффект Поккельса Состав ляющая поляри зация Много модовое 1. В 0,1 . Сила электрического тока, напряженность магнитного поля Эффект Фарадея Угол поляризации Погрешность 1 при . Температура Изменение постоянной люминесценции 0.