1. Gas sensing system based on an all-fiber photothermal microcellMatej Njegovec, Jure Javornik, Simon Pevec, Vedran Budinski, Tomaž Gregorec, Benjamin Lang, Manuel Tanzer, Alexander Bergmann, Denis Đonlagić, 2024, izvirni znanstveni članek Opis: This article presents an all-fiber, miniature Fabry-Perot gas sensor based on photothermal absorption spectroscopy with a custom-made and cost-efficient interrogation system. The sensing gas microcell has a diameter of 125 μ m and a length of 1 mm, and allows for free gas exchange within the optical resonator through micromachined slits. High light intensity and confinement are ensured by delivering the excitation light directly into the gas microcell through a lead-in single-mode fiber. This enhances the photothermal effect and provides a short system response time. The interrogation system utilizes the modulation of an excitation laser diode with a fixed frequency while locking the probe laser onto the gas microcell’s quadrature point (QP) and observing the variations of the reflected optical power. To show the potential of the proposed system, nitrogen dioxide (NO2 was measured in dry air. Thereby, a limit of detection of 20 ppm could be achieved for 10 s integration time. Furthermore, the small dimensions of the sensor allow for improved dynamic performance with photothermal modulation frequencies as high as 7 kHz.
Ključne besede: Fabry–Perot interferometer, FPI, fiber gas cell, fiber gas sensor, nitrogen dioxide, NO2, photothermal effect
Objavljeno v DKUM: 29.08.2024; Ogledov: 96; Prenosov: 12
 Celotno besedilo (15,77 MB) |
2. An All-Fiber Fabry–Pérot Sensor for Emulsion Concentration MeasurementsSimon Pevec, Janez Kunaver, Vedran Budinski, Matej Njegovec, Denis Đonlagić, 2023, izvirni znanstveni članek Opis: This paper describes a Fabry-Perot sensor-based measuring system for measuring fluid composition in demanding industrial applications. The design of the sensor is based on a two-parametric sensor, which enables the simultaneous measurement of temperature and refractive index (RI). The system was tested under real industrial conditions, and enables temperature-compensated online measurement of emulsion concentration with a high resolution of 0.03 Brix. The measuring system was equipped with filtering of the emulsion and automatic cleaning of the sensor, which proved to be essential for successful implementation of a fiber optic RI sensor in machining emulsion monitoring applications.
Ključne besede: optical fiber sensors, Fabry–Pérot interferometer, refractive index, temperature, emulsion concentration
Objavljeno v DKUM: 06.02.2024; Ogledov: 336; Prenosov: 26
Celotno besedilo (4,44 MB)
Gradivo ima več datotek! Več... |
3. Senzor korozije na osnovi fabry-perotovega interferometra : magistrsko deloAlisa Jusupović, 2021, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu je opisano zaznavanje nivoja korozije s pomočjo senzorja, ki je izdelan po principu delovanja Fabry-Perotovega interferometra. Najprej sta opisana dizajn in razvoj visoko občutljivega senzorja za opazovanje korozije; v nadaljevanju so podani eksperimentalni rezultati, ki potrjujejo ustrezno, ponovljivo in napovedljivo delovanje senzorja, če je senzor v agresivnem okolju ocetne ali klorovodikove kisline. Testi so izvedeni na najpogosteje uporabljenih materialih, aluminiju in železu.
Ključne besede: optično vlakno, Fabry-Perotov interferometer, merjenje korozije
Objavljeno v DKUM: 16.12.2021; Ogledov: 944; Prenosov: 84
Celotno besedilo (2,23 MB) |
4. RAZLOČANJE DOLŽINE FABRY-PEROT INTERFEROMETRA Z UPORABO DETEKTORJA RGBTihomir Karničnik, 2015, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu se bomo ukvarjali z uporabo detektorja RGB za procesiranje vlakenskih Fabry-Perotovih senzorjev s kratko režo. Detektor RGB deluje v širokem valovnem področju in zaradi tega potrebujemo širokopasovni vir. V prvem delu raziskave bomo poskusili izdelati poceni izvor svetlobe, ki bo povezan z optičnim vlaknom. V nadaljevanju bomo s pomočjo RGB senzorja razločili lastnosti valovnih dolžin, s katerih bomo poskusili določiti dolžino Fabry-Perotovega interferometra. Obdelali bomo teoretično ozadje Fabry-Perotovega interferometra, gradnjo optičnega in elektronskega sistema ter izvedli zgodnji prototip merilnega sistema.
Ključne besede: optični senzor, Fabry-Perotov interferometer, detektor RGB
Objavljeno v DKUM: 25.09.2015; Ogledov: 1594; Prenosov: 217
Celotno besedilo (7,16 MB) |
5. |
6. |
7. |
8. UPORABA TELEKOMUNIKACIJSKIH LASERSKIH DIOD ZA DOLOČITEV MERILNE VREDNOSTI PRI SPEKTRALNO RAZLOČLJIVIH OPTIČNIH VLAKENSKIH SENZORJIHMatej Njegovec, 2013, doktorska disertacija Opis: Spektralno razločanje spektralno razločljivih optičnih senzorjev je dandanes še vedno kompleksno in posledično drago, zato je uporaba optičnih senzorjev omejena na aplikacije, kjer preostali senzorji ne omogočajo zanesljive meritve. Zaradi tega se pojavi potreba po razvoju preprostejših in cenejših naprav za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev, ki bi optičnim senzorjem omogočile prodor v širšo uporabo. Možno rešitev ponujajo standardni telekomunikacijski elementi, ki so v široki uporabi, z njihovo pravilno uporabo pa je mogoče zgraditi preproste naprave za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev, ki omogočajo razločanje optičnih senzorjev z visoko ločljivostjo.
V okviru doktorske disertacije sta bili raziskani in izdelani dve zasnovi novih naprav za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev na osnovi standardnih telekomunikacijskih optoelektronskih elementov.
DWDM laserski modul lahko uporabimo kot spektrometer, pri čemer lasersko diodo uporabimo za nastavljanje izhodne valovne dolžine, vgrajen valovnodolžinski zaklepalnik pa za merjenje izhodne valovne dolžine. Na ta način je mogoče določiti spektralno karakteristiko optičnega senzorja in iz nje razbrati informacijo o merjeni veličini. Izkaže se, da lahko z uporabo takšnega laserskega modula dosežemo spektralno ločljivost boljšo od 1 pm, kar je pri meritvah temperature ekvivalentno 0,1 °C, pri meritvah raztezka pa 1 µε. Dosežena hitrost vzorčenja je 45 Hz, zaradi česar je tovrstna naprava za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev primernejša za statične meritve.
Nadalje pa cenovno učinkovito rešitev ponuja uporaba običajnih telekomunikacijskih DFB laserskih diod, ki jih vzbujamo s tokovnimi sunki velikih amplitud. Aktivno področje laserske diode se zaradi velikega toka lokalno segreje, kar povzroči premik izhodne valovne dolžine, ki znaša več kot 10 nm. S časovno korelacijo spremembe valovne dolžine laserske diode med tokovnim sunkom in odbojem optičnega sunka od optičnega senzorja je mogoče določiti informacijo o merjeni veličini. Pasovna širina naprave za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev znaša 30 kHz, spektralna ločljivost pa 2 pm. Ker laserska dioda deluje v režimu kratkih tokovnih sunkov, je tovrstna naprava za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev primerna za časovno razvrščanje optičnih senzorjev, s čimer lahko odčitavamo večje število optičnih senzorjev v isti optični veji.
Obe predstavljeni napravi za spektralno razločanje optičnih vlakenskih senzorjev omogočata cenovno učinkovito izvedbo merilnega sistema z uporabo vlakenskih optičnih senzorjev.
Ključne besede: optični senzorji, Braggove rešetke, Fabry-Perotov interferometer, DFB laserska dioda, laserski modul, valovnodolžinski zaklepalnik
Objavljeno v DKUM: 19.04.2013; Ogledov: 2701; Prenosov: 204
 Povezava na celotno besedilo |
9. MINIATURNI TLAČNI IN TEMPERATURNO-TLAČNI OPTIČNI VLAKENSKI SENZORJISimon Pevec, 2012, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi je prikazana tehnologija izdelave miniaturnega vlakenskega tlačnega senzorja, ki je zaradi preprostih in malo številčnih procesnih korakov primerna za ceneno serijsko proizvodnjo. Tehnologija temelji na uporabi posebnega senzorskega vlakna, selektivnem jedkanju in mehansko-kemični obdelavi vrha optičnega vlakna. Celoten proizvodni proces je ob minimalnih nastavitvah in prilagoditvah parametrov izdelave primeren za izdelavo poljubno občutljivih tlačnih senzorjev.
V sklopu naloge sta poleg tlačnega senzorja predstavljena še dva tipa miniaturnih kombiniranih tlačno-temperaturnih vlakenskih senzorjev, ki imata visoko tlačno občutljivost in široko temperaturno področje. V obeh primerih senzor predstavlja interferometer, ki je zgrajen iz dveh zaporednih Fabry-Perot resonatorjev. V prvem primeru je senzor izdelan na vrhu dovodnega enorodovnega vlakna. Zanj je narejen matematični model za izračun odbitega svetlobnega toka, ki potuje skozi dve oz. tri polprepustna zrcala. V drugem primeru je senzor izdelan na vrhu mnogorodovnega vlakna, ki senzorju omogoča cenovno ugodnejše signalno procesiranje in večjo robustnost.
Ključne besede: miniaturni vlakenski optični Fabry-Perot senzor, interferometer, dvo-parametrični senzorji, simultano merjenje tlaka in temperature, mikro-obdelava, polirna naprava, selektivno jedkanje, posebna optična vlakna
Objavljeno v DKUM: 21.11.2012; Ogledov: 2744; Prenosov: 318
Celotno besedilo (13,30 MB) |
10. DIGITALNA PSEVDO HETERODINSKA DEMODULACIJA OPTIČNIH VLAKENSKIH FABRY-PEROTOVIH SENZORJEVBojan Vračko, 2011, magistrsko delo Opis: V magistrski nalogi je prikazan nov pristop k procesiranju signalov vlakenskih optičnih Fabry Perotovih senzorjev. Zasnovali smo ga na osnovi fazne modulacije optičnega signala in postopka, ki smo ga imenovali digitalna psevdo heterodinska demodulacija. Optični signal smo fazno modulirali s sestavljenim interferometrom, ki smo ga imenovali interferometer z usklajeno razliko optičnih poti. V elektronskem sklopu smo optični signal pretvorili v električni, ojačili, digitalizirali in z inovativnim postopkom digitalno obdelali. Rezultat obdelave signala je numerična vrednost, ki je sorazmerna z merjeno fizikalno veličino. Ker pa na rezultat vplivajo tudi nemerjene fizikalne veličine (npr časovno in termično lezenje delovnih točk posameznih komponent interferometra in elektronskih elementov), je potrebno te vplive prepoznati in jih s postopki stabilizacije ali kompenzacije odpraviti. Proces stabilizacije in kompenzacije vpliva nemerjenih fizikalnih veličin poteka hkrati s procesom interpretacije merjene veličine. Idejno zasnovo smo matematično analizirali in numerično modelirali. Izdelali smo fizični model in z meritvami potrdili pravilnost zasnove in pravilnost matematične analize in numeričnih modelov.
Ključne besede: interferometer, vlakenski optični Fabry-Perotov senzor, interferometer z usklajeno razliko optičnih poti, digitalna psevdo heterodinska demodulacija
Objavljeno v DKUM: 25.02.2011; Ogledov: 3507; Prenosov: 355
Celotno besedilo (11,51 MB) |
