Интерферометрические датчики на волоконных брэгговских отражателях

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 26Следующая ⇒

В фазовых интерферометрических датчиках (ФИД) на основе массивов ВБР чувствительным элементом выступает само ОВ, что ведет к значительному снижению себестоимости.

Отрезок ОВ между двумя решетками представляет собой интерферометр Фабри-Перо. Под воздействием деформации и акустических колебаний меняется разность фаз сигналов от двух соседних брэгговских решеток. Интерферометрические датчики обладают наибольшей чувствительностью к изменению длины отрезка волокна под воздействием внешних факторов.

Принцип действия распределенных волоконно-оптических измерительных комплексов на основе ФИД в простейшем случае (в случае одного ФИД) показан на рисунке 3.6 и заключается в следующем [4]. Каждая из решеток Брэгга РБ1 и РБ2 датчика отражает импульс, поступающий на нее от импульсного лазера, на одной и той же длине волны Брэгга. При этом временная задержка между отраженными импульсами равна удвоенному времени распространения света в чувствительном элементе датчика – волокне, заключенном между решетками.

Отраженные импульсы поступают в компенсирующий интерферометр (КИ), который, в свою очередь, также раздваивает каждый из них. Задержка, вносимая в распространение импульсов плечом 2 КИ по отношению к плечу 1, обеспечивает перекрытие во времени импульса, отраженного от решетки РБ1, на выходе плеча 2 и импульса, отраженного от решетки РБ2, на

выходе плеча 1 и сдвиг их по фазе на ϕ₀ =π/2.

Изменение во времени деформации чувствительного элемента датчика в результате внешнего воздействия вызывают изменение разности фаз интерферирующих импульсов. Последнее преобразуется фотоприемником (ФП) в изменение величины тока.

Дополнительный сдвиг фаз ϕ₀ =π/2 между интерферирующими импульсами обеспечивает работу фотодетектора на участке максимальной

крутизны, а равенство интенсивностей интерферирующих импульсов позволяет получить максимальную амплитуду сигнала на выходе фотоприемника.

Рис. 3.6. Принцип действия волоконно-оптической системы вибро-акустического мониторинга на основе брэгговских решеток

Для создания массива датчиков на одном волокне используется временное (если ВБР имеют одинаковую длину волны отражения) и спектральное уплотнение (единичные датчики состоят из ВБР работающих на разных длинах волн отражения).

Использование волоконных решеток Брэгга для формирования ФИД позволяет объединять в одном кабеле большое количество сенсоров, различия сигналы от отдельных гидрофонов по длине волны [5] и временной задержке [6].

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры