Энерго-информационное моделирование волоконно-оптических датчиков фазовой модуляции

• Автор: Плешакова, Людмила Александровна
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ . ГЛАВА 1. Классификация волоконнооптических датчиков9

1. Волоконнооптические датчики фазовой модуляции . Анализ оптических волокон как структурного элемента волоконнооптических датчиков фазовой модуляции . ГЛАВА 2. Основы теории энергоинформационной модели цепей. Аппарат параметрических структурных схем ПСС . Энергоинформационная модель линии с распределенными параметрами . ГЛАВА 3. Эффект фотоупругости . Электрооптический эффект Керра
3. Эффект Саньяка . Эффект фотодетектирования фотоэффект . Паспорта физикотехнических эффектов . Моделирование волоконнооптического датчика магнитного поля . ГЛАВА 4. Синтез вариантов ФПД . Расчет критериев оценки, синтезированных вариантов ФПД волоконнооптических датчиков фазовой модуляции . Задачи и методы критериального выбора. Однокритериальная оптимизация . Выбор альтернативы методом парного сравнения . Метод идеальной точки. Т способность границы раздела световод л внешняя среда п2 или постоянную распространения излучения в волноводном варианте управляет выходными параметрами оптического излучения.


Разработка паспортов физикотехнических эффектов волоконнооптических датчиков фазовой модуляции. Разработка алгоритмов синтеза физического принципа действия новых технических решений с учетом конструктивных особенностей волоконнооптических датчиков. ГЛАВА 1. Выполненный анализ патентной и научнотехнической информации , 6, показал, что в настоящее время в основном ведутся разработки волоконнооптических датчиков следующих типов температуры . На долю таких датчиков как датчики положения, уровня жидкости и импульса электрического тока приходится по 2. Рис. На основании анализа научнотехнической литературы выявлено, что . Рис. По принципу действия все ВОД физических величин ФВ делятся на четыре класса рис. Ерехрсо1ф, распространяющейся по волокну, используется для получения информации об измеряемом физическом воздействии амплитуда поля Е световой волны, фаза ф, состояние и направление поляризации электрического вектора р или частота со 1. Частотные датчики исследуемое физическое воздействие изменяет частоту генерируемого, отраженного или пропускаемого света. С откосит, леремещ. Рис. На основании патентных исследований глубиной в 6 лет выполнена классификация волоконнооптических датчиков по измеряемых величинам, которая представлена в табл. Таблица 1. Патентный отчет
Измеряемая физическая величина Детектируемая величина световой волны Ист. Измеряемая физическая величина Детектируемая величина световой волны Ист. Напряженность электр. Радиационное излучение 1. На основании патентного отчета можно сделать вывод, что амплитудные и фазовые ВОД позволяют измерять наибольшее количество физических величин. Однако амплитудные ВОД являются наиболее изученным классом датчиков , 6. Фазовые датчики на данный момент
рассматриваются как наиболее перспективные измерительные устройства для целей метрологии, способные обеспечить наибольшую чувствительность при определении параметров разнообразных физических полей 2. Техника оптической интерферометрии позволяет фиксировать изменения фазы
колебаний вплоть до рад, хотя достижимы любые требуемые значения, по крайней мере теоретически. Фазовые датчики обладают также и широким динамическим диапазоном измерений. В фазовых датчиках используются одномодовые и многомодовые оптические волокна. Датчики на одномодовых волокнах обладают достаточно простой конструкцией. На основании анализа патентной и научнотехнической литературы , 6, , результаты которого отражены в табл. ВОД имеют более ограниченную область применения для регистрации физических величин. Это связано с наличием поляризаторов и анализаторов в поляризационных датчиках, которые отсутствуют в амплитудных и интерферометрических датчиках. Использование скрещенных поляризатора и анализатора, располагаемых последовательно по световому лучу, вызывает значительные потери в оптической системе и уменьшает регистрируемую фотоприемником мощность примерно на два порядка, что в свою очередь приводит к уменьшению динамического диапазона поляризационных датчиков. Также было выявлено, что амплитудные и поляризационные датчики, в отличие от фазовых, имеют ряд недостатков зависимость выходного сигнала от мощности излучения, ограниченную область применения и др Датчики фазовой модуляции обладают такими достоинствами как высокая чувствительность, возможность использования в экстремальных условиях, отсутствие механической системы, широкая область применения и др. ФП рис. УС V. Рис. Управляемый световод представляет собой звено, в котором вследствие физического воздействия изменяются параметры электромагнитной волны оптического диапазона частот. Оптическое излучение, подводимое к УС, распространяется в нем путем внутренних отражений от его граней. Регистрация оптического сигнала осуществляется с помощью ФП. При необходимости размещения в зоне измерения только УС связь его с ИИ и ФП может быть создана с помощью волоконных световодов ВС. Так как изменение первичных параметров Л в общем случае не приводит к изменению параметров оптического излучения , см. УС, целесообразно выделять промежуточные параметры У, которые непосредственно влияют на ,.