| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Iskanje po katalogu digitalne knjižnice Pomoč

Iskalni niz: išči po
išči po
išči po
išči po
* po starem in bolonjskem študiju

Opcije:
  Ponastavi


1 - 2 / 2
Na začetekNa prejšnjo stran1Na naslednjo stranNa konec
1.
DOLGI OPTIČNI VLAKENSKI SENZORJI VZDOLŽNEGA RAZTEZKA IN TEMPERATURE NA OSNOVI FAZNE PRIMERJAVE RF MODULIRANEGA OPTIČNEGA NOSILCA
Matjaž Linec, 2010, doktorska disertacija

Opis: Optični vlakenski senzorji za merjenje vzdolžnih raztezkov in temperature so aktualna tema razvoja že več kot 30 let. Kljub temu lahko danes na tržišču najdemo le omejeno število tovrstnih merilnih sistemov, ki v večini temeljijo na Braggovih rešetkah, interferometrih, Rayleightovem, Ramanovem in Brillouinovemu sipanju svetlobe. Slabost teh rešitev, kljub številnim prednostim pred električnimi rešitvami senzorjev za merjenje omenjenih pojavov, je cenovna neučinkovitost. Zato danes najdemo optične vlakenske senzorje večinoma v posebnih vejah industrije ali laboratorijih, ne pa tudi v vsakdanjem življenju. Če želimo izdelati cenovno učinkovit merilni sistem pomeni, da moramo izbrati tudi ustrezno merilno metodo za merjenje fizikalnega pojava. Intenzivnejši razvoj v optičnih komunikacijah in mobilni telefoniji pred dobrim desetletjem je vplival na znižanje cen visokofrekvenčnih elektronskih in opto-elektronskih komponent, zaradi česar so postale primerne tudi za uporabo v cenovno učinkovitih aplikacijah. S tem so se odprle tudi nove možnosti za razvoj merilnih sistemov, ki temeljijo na merilnih metodah, ki vključujejo RF signale. Te merilne metode so bile tema intenzivnejšega razvoja že v 80. letih, a so zaradi visoke cene komponent pri razvoju zaostala. Med te prištevamo tudi metodo na osnovi fazne primerjave merilnega in referenčnega signala v RF področju. V disertaciji sta predstavljeni dve rešitvi merilnih sistemov z optičnimi vlakenskimi senzorji za merjenje vzdolžnega raztezka in temperature na osnovi primerjave faze amplitudno moduliranega merilnega signala z referenčnim amplitudno moduliranim signalom iz RF oscilatorja. Pri meritvi vzdolžnega raztezka in temperature izkoriščamo vpliv merjene fizikalne veličine na mehanske kakor tudi optične lastnosti optičnega vlakna. Izkaže se, da je lahko vpliv na spremembo optičnih lastnosti v primerjavi z mehanskimi lastnostmi veliko večji. Vplivi na optične lastnosti optičnega vlakna izhajajo iz termo-optičnega in opto-mehanskega pojava, ki sta v disertaciji tudi podrobneje predstavljena. Omenjeni pojavi neposredno vplivajo na dolžino optične poti optičnega signala v senzorskem segmentu, kar se odraža v spremembi faznega kota med merilnim in referenčnim signalom. Predstavljeni rešitvi merilnih sistemov se razlikujeta v senzorskem segmentu in načinu procesiranja signalov. Prva rešitev temelji na merilnem sistemu, ki ima le en senzorski segment, na katerem merimo povprečen vpliv merjenega pojava in je realiziran s klasičnim plastičnim optičnim vlaknom ESKA CK40, s premerom 1 mm, ki ima stopnični lomni lik. Pri tej rešitvi je en konec optičnega vlakna priklopljen na optični vir, drugi konec pa na optični detektor. Izbira plastičnega vlakna v merilnem sistemu z enim senzorskim segmentom predstavlja cenovno učinkovito rešitev, saj so opto-elektronske komponente za plastična vlakna veliko cenejša, kot za steklena optična vlakna. Prav tako so temperaturne in mehanske lastnosti plastičnega optičnega vlakna v določenih primerih boljše od steklenih optičnih vlaken, kar je tudi razlog, da so plastična vlakna vse bolj zanimiva v senzorskih aplikacijah. Maksimalna dolžina senzorskega segmenta, zaradi vpliva rodovne disperzije v ESKA CK40 optičnem vlaknu je 3.5 m. Visokofrekvenčni del procesne enote merilnega sistema smo izdelali v LVPECL logiki, saj je v primerjavi z LVDS ali CML logiko, dostopna široka paleta različnih elektronskih komponent, ki smo jih potrebovali v naši aplikaciji (laserski gonilnik, omejevalni ojačevalnik,...). Optični vir v oddajno/sprejemnem 1.25 Gbit/s modulu EDL1000T-220 smo modulirali z RF signalom iz oscilatorja. Fazni kot merilnega signala, ki se je razširjal po senzorskem segmentu smo na sprejemni strani z E-ALI vrati primerjali z referenčnim signalom iz RF oscilatorja. Za faznim primerjalnikom sledi nizkoprepustni filter 4. reda ter ojačevalno vezje.
Ključne besede: dolgi optični vlakenski senzorji, senzor raztezka, senzor temperature
Objavljeno: 09.06.2010; Ogledov: 2756; Prenosov: 216
.pdf Celotno besedilo (29,63 MB)

2.
Hitri merilni sistemi na osnovi Fabry-Perotovih interferometrov
Andraž Javernik, 2018, doktorska disertacija

Opis: Sistemi za spektralno razločevanje optičnovlakenskih senzorjev so dandanes kljub hitremu razvoju optičnih senzorjev še vedno dokaj kompleksni in posledično dragi, kar preprečuje uvajanje optičnih vlakenskih senzorjev v širši spekter industrijskih in drugih aplikacij. V okviru doktorske disertacije smo raziskali in izdelali merilni sistem, s katerim lahko spektralno razločujemo optičnovlakenske senzorje, ki temeljijo na Fabry-Perotovem interferometru. Merilni sistem, ki je predmet doktorske disertacije, je bil izdelan izključno iz majhnega števila cenenih telekomunikacijskih elektro-optičnih komponent. Za nastavljiv laserski vir smo tako uporabili lasersko diodo DFB, ki smo jo vzbujali s tokovnimi sunki višjih amplitud. Pravilna oblika tokovnega sunka skozi lasersko diodo DFB, selektivno in časovno linearno segreje aktivno področje, kar povzroči linearen zamik valovne dolžine izsevanega optičnega spektra za okoli 11 nm. Pri tokovnem vzbujanju laserske diode DFB se tako generira valovno-dolžinsko zamaknjen optični sunek, s katerim razločimo dolžino Fabry-Perotovega interferometra tako, da opazujemo odbito svetlobno valovanje t.i. interferenčni vzorec, ki ima značilno kosinusno obliko. Z uporabo tehnike merjenja faze v kosinusni spektralni karakteristiki Fabry-Perotovega interferometra lahko razločimo informacijo o merjeni veličini. S predlaganim merilnim sistemom lahko zaznavamo spremembo optične poti preko zaznavanja spremembe faze v spektru Fabry-Perotovega interferometra s frekvenco vzorčenja 40 kHz in ločljivostjo zaznavanja optične poti 2,7 nm. Če uporabimo digitalno filtriranje zajetih merilnih vrednosti, pri čemer zmanjšamo pasovno širino merilnega sistema na 1 Hz, lahko zaznavamo spremembe optične poti v Fabry-Perotovem interferometru z ločljivostjo 46 pm (npr. polmer atoma vodika znaša rB = 53 pm). Zaradi naslavljanja Fabry-Perotovih senzorjev s kratkimi optičnimi sunki lahko spektralno razločujemo tudi več Fabry-Perotovih optičnih senzorjev z različnimi ali enakimi nazivnimi dolžinami. Predstavljen merilni sistem za spektralno razločevanje Fabry-Perotovih senzorjev omogoča zasnovo stroškovno ugodnega senzorskega sistema, s katerim lahko z visoko ločljivostjo izvajamo statično ali dinamično meritev poljubne fizikalne veličine. V okviru disertacije so z uporabo predlaganega sistema za razločevanje Fabry-Perotovih interferometrov prikazane visoko-ločljive meritve raztezkov, tlakov, temperature, lomnega količnika in jakosti električnega polja. V ta namen smo uskladili nekatere obstoječe senzorje s predlaganim sistemom za razločevanje oz. uporabili nove rešitve za zaznavanje električne poljske jakosti.
Ključne besede: optična vlakna, merilni sistemi, temperaturna kompenzacija, laserske diode DFB, generatorji tokovnih sunkov, visokoločljive meritve, senzorji električnega polja, tlačni senzorji, senzorji lomnega količnika, senzorji raztezka, temperaturni senzorji
Objavljeno: 22.08.2018; Ogledov: 527; Prenosov: 104
.pdf Celotno besedilo (7,90 MB)

Iskanje izvedeno v 0.04 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici