Волоконно-оптичні сенсори контролю шкідливих хімічних компонентів

Реферат на тему:

ВОЛОКОННО -ОПТИЧНІ СЕНСОРИ КОНТРОЛЮ ШКІДЛИВИХ ХІМІЧНИХ КОМПОНЕНТІВ

УЖГОРОД -2007

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ОСОБЛИВОСТІ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИХ ДАТЧИКІВ

1.1. Історія розвитку волоконно-оптичних датчиків і актуальність їх використання

1.2. Характеристики оптичного волокна як структурного елемента

Датчика

1.3.Одно- і багатомодові оптичні волокна

1.4.Класифікація волоконно-оптичних датчиків і приклади їхнього застосування

1.5.Волоконні світловоди і вимірювальні пристрої на їхній основі

1.6.Мікрорезонаторні волоконно-оптичні датчики

РОЗДІЛ 2.ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНІ ВОЛОКОННО-ОПТИЧНІ ДАТЧИКИ

2.1.Торцевий волоконно-оптичний інтерферометр Фабрі-Перо

2.2. Інтерферометр Маха-Цендера і багатомодовий інтеферометр

РОЗДІЛ 3. ХІМІЧНІ СЕНСОРИ

3.1. Загальні відомості про хімічні сенсори

3.2.Принципи роботи і пристрій хімічних сенсорів

3.3.Волоконно-оптичний сенсор для контролю аміаку в повітрі

3.4.Волоконно-оптичний датчик іонізуючого випромінювання

3.5. Датчик концентрації газу

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

ВСТУП

Метою даної курсової роботи є огляд основної літератури на тему “Волоконно-оптичні сенсори контролю шкідливих хімічних компонентів”.

Сенсорізация виробничої діяльності, тобто заміна органів чуття людини на датчики, повинна розглядатися як третя промислова революція вслід за першими двома - машинно-енергетичної і інформаційно-комп'ютерної. Потреба в датчиках стрімко росте у зв'язку з швидким розвитком автоматизованих систем контролю і управління, упровадженням нових технологічних процесів, переходом до гнучких автоматизованих виробництв. Крім високих метрологічних характеристик датчики повинні володіти високою надійністю, довговічністю, стабільністю, малими габаритами, масою і енергоспоживанням, сумісністю з мікроелектронними пристроями обробки інформації при низькій трудомісткості виготовлення і невеликій вартості. Цим вимогам в максимальному ступені задовольняють волоконно-оптичні датчики.

РОЗДІЛ 1. ОСОБЛИВОСТІ ВОЛОКОННО -ОПТИЧНИХ ДАТЧИКІВ

1.1. Історія розвитку волоконно-оптич них датчиків

і актуальність їх використання

Оптоелектроніка - це досить нова область науки і техніки, що з'явилася на стику оптики й електроніки. Варто помітити, що в розвитку радіотехніки із самого початку ХХ століття постійно простежувалася тенденція освоєння електромагнітних хвиль усе більш високої частоти. Важливим моментом у розвитку оптоелектроніки є створення оптичних волокон. Особливо інтенсивними дослідження стали наприкінці 1960-x років, а розробка в 1970 р. американською фірмою "Корнінг" кварцового волокна з малим загасанням (20 дБ/км) з'явилася епохальною подією і послужила стимулом для збільшення темпів досліджень і розробок на всі 1970-і роки.

Публікації про більш-менш прийнятні розробки й експериментальні зразки подібних датчиків з'явилися в другій половині 1970-х років. Однак вважається, що цей тип датчиків сформувався як один з напрямків техніки тільки на початку 1980-х років. Тоді ж з'явився і термін "волоконно-оптичні датчики" (optіcal fіber sensors). Таким чином, волоконно-оптичні датчики - дуже молода область техніки.

Розробці волоконно-оптических датчиків сприяли і сприяють насамперед досягнення у виготовленні скляних волокон і їхніх системних компонентів (розвітвлень, джерел світла, детекторів і т.п. ). Світловий пучок, що попадає у волоконно-оптический детектор, від джерела світла під дією вимірюваного параметра (наприклад, тиску, температури, рівня, зміни концентрації речовини і т.п. ) терпить в детекторі зміну по інтенсивності, поляризації, фазі або кольору і тим самим забезпечує одержання інформації. Поширення світлових хвиль всередині датчика здійснюється по скляних волокнах. Актуальність викристання волоконно-оптичних датчиків полягає в тому, що ці датчики нових типів знаходять застосування насамперед в умовах, характеризуємих наявністю агресивних випаровувань або вибухонебезпечних газових сумішей, у зонах підвищеної радіоактивності і сильних електромагнітних полів.

1.2. Характеристики оптичного волокна як структурного елемента датчика

Перш ніж оцінювати значимість цих характеристик в даній області застосування, відзначимо загальні переваги оптичних волокон [1]:

- широкосмужність (передбачається до декількох десятків терагерц);

- малі втрати (мінімальні 0,154 дБ/км);

- малий (близько 125 мкм) діаметр;

- мала (приблизно 30 г/км) маса;

- еластичність (мінімальний радіус вигину 2 мм);

- механічна міцність (витримує навантаження на розрив приблизно 7кг);

- відсутність взаємної інтерференції;

- безіндукційність (практично відсутній вплив електромагнітної індукції, а отже, і негативні явища, зв'язані з грозовими розрядами, близькістю

до лінії електропередачі, імпульсами струму в силовій мережі);

- взривобезопасність (гарантується абсолютною нездатністю волокна бути причиною іскри);

- висока електроізоляційна міцність (наприклад, волокно довжиною 20 см витримує напруга до 10000 B);

- висока корозійна стійкість, особливо до хімічних розчинників, олії, води.

У практиці використання в

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать