BADANIE PARAMETRÓW ŚWIATŁOWODOWYCH SYSTEMÓW POMIAROWYCH
Waldemar Wójcik
Politechnika Lubelska, Instytut Elektroniki i Technik Informacyjnych (Polska)
http://orcid.org/0000-0002-0843-8053
Aliya Kalizhanova
kalizhanova_aliya@mail.ru1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Al-Farabi Kazakh National University (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0002-5979-9756
Gulzhan Kashaganova
1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Kazakh-American University (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0001-8150-1621
Ainur Kozbakova
1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Al-Farabi Kazakh National University (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0002-5213-4882
Zhalau Aitkulov
1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Al-Farabi Kazakh National University (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0002-5928-3258
Zhassulan Orazbekov
1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Abai Kazakh National Pedagogical University (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0003-4332-1966
Abstrakt
Obecnie istnieje wiele urządzeń technicznych, których awarię można powiązać nie tylko z ogromnymi stratami finansowymi, ale także z troską o środowisko. Dlatego ważnym problemem jest skuteczna diagnostyka warunków pracy urządzeń, w tym elementów elektronicznych i kontrola ich działania. Wykrywanie błędów w odpowiednim czasie umożliwia wprowadzenie środków zapobiegawczych i uniknięcie poważnych konsekwencji. Czujniki światłowodowe mają kilka zalet, z których ważniejsze to odporność na zakłócenia elektromagnetyczne, niewielka waga i możliwość włączenia do mierzonej struktury. Najbardziej perspektywiczne są czujniki oparte na siatkach Bragga (FBG). Optyczne siatki Bragga mają kilka zalet, na przykład umożliwiają tworzenie rozproszonych układów pomiarowych, które zawierają kilka czujników. Są również niewrażliwe na wibracje źródła zasilania optycznego. Różnorodność wykorzystania czujników światłowodowych opartych na siatkach Bragga doprowadziła do wytworzenia siatek Bragga o różnych charakterystykach spektralnych. Jednorodne, optyczne siatki Bragga mają widma z pełnymi płatkami bocznymi, które mogą wpływać na charakterystykę przetwarzania czujnika temperatury. Aby wyrównać płatki boczne, stosuje się metodę apodyzacji, która jest jednym ze sposobów wpływania na formę widmową. W niniejszym artykule omówiono zagadnienia światłowodowych siatek Bragga, modelowania matematycznego i komputerowego z wykorzystaniem metody macierzy transferu. Metoda macierzy transferu pozwala na określenie charakterystyki widmowej składników optycznych w oparciu o teorię modów wiązanych i opis fali elektromagnetycznej, przechodzącej przez światłowód. W artykule przeanalizowano siatki Bragga zgodnie z cechami widmowymi, takimi jak widma transmisji i odbicia. Przeprowadzono również eksperyment z wpływem różnych parametrów na charakterystyki widmowe siatek Bragga. Zbadano cechy widmowe siatek Bragga i wybrano optymalne parametry siatki do projektowania czujników światłowodowych opartych na siatkach Bragga.
Słowa kluczowe:
siatki Bragga, czujniki optyczne, temperatura, model matematycznyBibliografia
Abdulina S. R., Vlasov A. A.: Suppression of side lobes in the Bragg fiber grating reflection spectrum. Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing 50(1)/2014, 75–86.
Google Scholar
Chen Y., Chen L., Liu H., Wang K.: Research of FBG sensor signal wavelength demodulation based on improved wavelet transform. Optic 124/2013, 4802–4804.
Google Scholar
Cięszczyk S., Kisała P.: Inverse problem of determining periodic surface profile oscillation defects of steel materials with a Bragg fiber grating sensor. Appl. Opt. 55/2016, 1412–1420.
Google Scholar
Demirdag O., Yildirim B.: Comparing transmission matrix method and AN- FIS in free vibration analysis of Timoshenko columns with applications. Res. Eng. Struct. Mat. 2/2016, 1–18.
Google Scholar
Harasim D., Gulbakhar Y.: Improvement of FBG peak wavelength demodulation using digital signal processing algorithms. Proc. SPIE 9662, 2015, 966212.
Google Scholar
Harasim D., Kisała P.: Układy przesłuchujące multipleksowane światłowodowe czujniki Bragga. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska – IAPGOS 5(4)/2015, 77–84.
Google Scholar
Kashyap R.: Fiber Bragg Gratings. Academic Press San Diego 2009.
Google Scholar
Kenneth O., Meltz G.: Bragg Fiber Grating Technology Fundamentals and Overview. Journal of Lightwave Technology 15(8)/1997, 1263–1276.
Google Scholar
Khalid K. S., Zafrullah M., Bilal S. M., Mirza M. A.: Simulation and analysis of Gaussian apodized Bragg fiber grating strain sensor. Journal of Optical Technology 7(10)/2012, 667–673.
Google Scholar
Kisała P., Cięszczyk S.: Method of simultaneous measurement of two direction force and temperature using FBG sensor head. Applied Optics 54(10)/2015, 2677–2687.
Google Scholar
Kisała P.: Method of simultaneous measurement of bending forces and temperature using Bragg gratings. Proc. SPIE 9506, 2015.
Google Scholar
Kotyra A.: Optoelektroniczne systemy w zastosowaniach diagnostycznych i pomiarowych. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska – IAPGOS 4(2)/2014, 9–10.
Google Scholar
Majumder M., Gangopadhyay T. K., Chakraborty A. K., Dasgupta K., Bhattacharya D. K.: Bragg fiber gratings in structural health monitoring – present status and applications. Sensors and Actuators 147/2008, 150–164.
Google Scholar
Negri L., Nied A., Kalinowski H., Paterno A.: Benchmark for Peak Detection Algorithms in Bragg Fiber Grating Interrogation and a New Neural Network for its Performance Improvement. Sensors 11/2011, 3466–3482.
Google Scholar
Pereira G., McGugan M., Mikkelsen L.P.: Method for independent strain
Google Scholar
and temperature measurement in polymeric tensile test specimen using embedded FBG sensors. Polymer Testing 50/2016, 125–134.
Google Scholar
Wójcik W., Kisała P.: The application of inverse analysis in strain distribution recovery using the Bragg fiber grating sensors. Metrology and Measurement Systems 16(4)/2009, 649–660.
Google Scholar
Wójcik W., Kisała P.: Metoda wyznaczania funkcji apodyzacji światło-wodowych siatek Bragga na podstawie ich charakterystyk widmowych. Przegląd Elektrotechniczny 86(10)/2010, 127–130.
Google Scholar
Autorzy
Waldemar WójcikPolitechnika Lubelska, Instytut Elektroniki i Technik Informacyjnych Polska
http://orcid.org/0000-0002-0843-8053
Autorzy
Aliya Kalizhanovakalizhanova_aliya@mail.ru
1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Al-Farabi Kazakh National University Kazachstan
http://orcid.org/0000-0002-5979-9756
Autorzy
Gulzhan Kashaganova1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Kazakh-American University Kazachstan
http://orcid.org/0000-0001-8150-1621
Autorzy
Ainur Kozbakova1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Al-Farabi Kazakh National University Kazachstan
http://orcid.org/0000-0002-5213-4882
Autorzy
Zhalau Aitkulov1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Al-Farabi Kazakh National University Kazachstan
http://orcid.org/0000-0002-5928-3258
Autorzy
Zhassulan Orazbekov1Institute of Information and Computational Technologies, SR MES RK, 2Abai Kazakh National Pedagogical University Kazachstan
http://orcid.org/0000-0003-4332-1966
Statystyki
Abstract views: 295PDF downloads: 141
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Olessya A. Yuchshenko, Waldemar Wójcik, EWOLUCJA MODELU SYMULACYJNEGO SYSTEMU SAMOREGULACJI NAPRĘŻENIA TAŚMY W TRYBIE DYNAMICZNYM W LINII CIĄGŁEGO CYNKOWANIA NA GORĄCO , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 4 Nr 1 (2014)
- Shamil Koshymbaevich Koshymbaev, Zhibek Shegebaeva, Waldemar Wójcik, DEFINICJA OBIEKTÓW WIELOWYMIAROWEGO STEROWANIA PROCESAMI TECHNOLOGICZNYMI W HUTNICTWIE NA PODSTAWIE MODELU OPTYMALIZACJI , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 4 Nr 1 (2014)
- Gregory Tymchyk, Volodymyr Skytsiouk, Tatiana Klotchko, Roman Akselrod, Valerii Shenfeld, Aliya Kalizhanova, Didar Yedilkhan, Gaukhar Borankulova, MODEL STREF TONTOR DO AUTOMATYCZNEGO MONITOROWANIA OBIEKTÓW , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 13 Nr 2 (2023)
- Iryna Segeda, Vladyslav Kotsiuba, Oleksii Shushura, Viktoriia Bokovets, Natalia Koval, Aliya Kalizhanova, ZDECENTRALIZOWANA PLATFORMA FINANSOWANIA PROJEKTÓW CHARYTATYWNYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 14 Nr 3 (2024)
- Leonid Timchenko, Natalia Kokriatskaia, Volodymyr Tverdomed, Anatolii Horban, Oleksandr Sobovyi, Liudmyla Pogrebniak, Nelia Burlaka, Yurii Didenko, Maksym Kozyr, Ainur Kozbakova, NEUROBIOLOGICZNE WŁAŚCIWOŚCI STRUKTURY SIECI RÓWNOLEGŁO-HIERARCHICZNEJ I JEJ WYKORZYSTANIE DO ROZPOZNAWANIA WZORCÓW , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 14 Nr 3 (2024)
