P?rcaktimi i pranis? s? nj? pjese n? transportuesin e nj? linje t? automatizuar, marrja e informacionit p?r funksionimin e nj? pajisjeje ndri?imi, kontrolli i nj? vegle makine kompakte por efikase.proceset teknologjike nuk tolerojn? cil?si t? dob?t. K?tu jan? t? dobish?m sensor?t.

Ka shum? lloje t? sensor?ve: magnetik?, induktiv?, fotoelektrik?, kapacitor? - secila prej tyre ka avantazhet dhe disavantazhet e veta. Fotovoltaik - nj? nga m? t? gjithansh?m. K?tu dhe lazer dhe infra t? kuqe, dhe nj? rreze, dhe reflektuese. Por ne do t? konsiderojm? sensor? me fibra optike, sepse ata kan? mund?sit? m? t? gjera p?r konfigurim dhe jan? perfekte edhe p?r vendet m? t? paarritshme.

Sensori i fibrave optike ?sht? i ndar? n? nj? pal? pajisje: nj? p?rforcues fotoelektrik me fib?r dhe nj? kabllo me fib?r optike me nj? kok? optike. Kablloja transmeton drit?n nga amplifikatori.

Parimi k?tu ?sht? i thjesht?. Emituesi dhe marr?si punojn? s? bashku: marr?si zbulon val?n e drit?s t? emetuar nga emetuesi. Teknologjikisht, ky proces zbatohet n? m?nyra t? ndryshme: gjurmimi i k?ndit t? val?s s? drit?s, matja e sasis? s? drit?s ose matja e koh?s s? kthimit t? val?s s? drit?s p?r t? matur distanc?n nga objekti.

Burimi optik dhe marr?si mund t? vendosen thjesht n? kok? (nj?si difuze ose reflektuese), ose mund t? b?hen ve?mas - dy koka (nj?si me nj? rreze). Koka e sensorit t? fibrave optike p?rmban elektronik? brenda, nd?rsa marr?si ?sht? i lidhur me elektronik?n pik?risht me an? t? nj? fibre optike. Val?t e marra dhe t? emetuara udh?tojn? n?p?r fib?r n? nj? m?nyr? t? ngjashme me transmetimin e t? dh?nave me shpejt?si t? lart? n? rrjetet me fibra optike.

Avantazhi i k?saj ndarjeje ?sht? se marr?si ?sht? i instaluar n? objektin e matur. Kablloja me fib?r optike vendoset dhe lidhet me amplifikatorin, i cili ndodhet n? nj? kabinet t? posa??m kontrolli q? mbron amplifikatorin nga mjedisi i jasht?m, shpesh i ashp?r, i fabrik?s s? prodhimit. Zgjedhja e opsioneve ?sht? e larmishme. P?rforcuesit jan? t? thjesht? dhe kompleks?, n? ve?anti - shum?funksional?, me aft?sin? p?r t? kryer operacione logjike dhe komutuese.

P?rforcuesit baz? t? sensor?ve t? fibrave optike kan? nj? minimum t? komponent?ve elektronik? dhe funksionalitetin, dhe m? komplekset dallohen nga parimi "plug and play", elektronika n? to ?sht? konfiguruar plot?sisht individualisht. Disa pajisje elektronike me sensor jan? t? afta t? p?rpunojn? m? shum? se 10 hyrje t? fibrave. Sigurisht, ka edhe nj? tregues. Treguesit tregojn? n?se sensori po funksionon si? duhet. P?rve? k?saj, ka funksione t? tjera.

Nd?rfaqja me kontrolluesin p?rcaktohet nga formati i daljes. K?tu jepen si rregullimi i sensorit ashtu edhe rivendosja e amplifikatorit. Daljet jan? normalisht t? hapura, normalisht t? mbyllura, kolektor, emetues, shtytje-t?rheqje. Lidhjet b?hen duke p?rdorur nj? kabllo me nj? lidh?s me shum? pin. Programimi kryhet duke p?rdorur butona ose thjesht nj? potenciomet?r.

Fleksibilitet shtes? ofrohet nga opsionet e sensor?ve si vonesa e ndezjes/fikjes, daljet e pulsit dhe p?rjashtimi i sinjalit me nd?rprerje p?r liri m? t? madhe n? detajimin dhe rregullimin e parametrave t? amplifikatorit p?r t? p?rmbushur k?rkesat individuale t? procesit. Vonesat ju lejojn? t? ngadal?soni reagimin e trupit t? pun?s, sinjalet me nd?rprerje - sh?rbejn? si nj? shenj? se kushtet e pun?s jan? shkelur. Gjith?ka ?sht? konfiguruar individualisht.

Treguesi LED i statusit t? daljes ose prania e nj? ekrani me informacione rreth sinjaleve dhe gjendjeve t? daljes - k?to jan? opsione t? avancuara q? ju lejojn? t? diagnostikoni dhe programoni sensorin n? vend.

P?r matje m? t? q?ndrueshme n? nj? mjedis n? ndryshim, ?sht? i p?rshtatsh?m nj? sensor me nj? shkall? t? rritur t? marrjes s? mostrave dhe filtrim t? sinjalit. Blloku, megjith?se do t? vazhdoj? t? funksionoj? me nj? frekuenc? t? ul?t, megjithat? do t? jet? i dobish?m. Vonesat e ndezjes/fikjes do t? ndihmojn? n? p?rputhjen e sinjaleve t? daljes dhe hyrjes.

P?rdorimi i blloqeve ndihm?se do t? zgjeroj? mund?sit? e programimit, p?r shembull, mund t? rregulloni ndjeshm?rin? e elementit mat?s kur punoni me materiale t? ve?anta, si xhami, ose t? programoni fikjen / ndezjen midis pikave t? kalimit: gjurmimi i pozicionit t? pjes?s dhe pozicionimi i tij n? hap?sir?.

Bukuria e kabllove me fibra optike ?sht? se ato transmetojn? drit? n? vend t? rrym?s. Konfigurimet nga materiale t? ndryshme, me shkall? t? ndryshme t? ndjeshm?ris? s? kokave jan? t? mundshme.

Kablloja difuze me fibra optike p?rb?het nga nj? pal? rimeso, nj?ra prej t? cilave shkon n? amplifikator, e dyta - n? kok?n e ndjeshme. N? t? nj?jt?n koh?, dy kabllo jan? t? lidhura me kok?n e ndjeshme - nj? p?r burimin e drit?s, e dyta p?r elektronik?n.

Nj? kabllo me fib?r optike me nj? rreze p?rmban nj? pal? kabllo identike, secila prej t? cilave ?sht? e lidhur me nj? p?rforcues dhe ka kok?n e vet optike. Nj? kabllo p?rdoret p?r t? transmetuar drit?, e dyta - p?r t? marr?.

Vet? fibra ?sht? zakonisht qelqi ose plastike. Plastike - m? e holl?, m? e lir?, m? fleksib?l. Xhami ?sht? m? i fort? dhe mund t? funksionoj? n? temperatura m? t? larta. Plastika mund t? pritet n? gjat?sin? e k?rkuar, nd?rsa qelqi pritet vet?m n? faz?n e prodhimit. Xhaket? me fibra - nga plastika e ekstruduar n? g?rshet prej ?eliku inox, p?r ambiente t? v?shtira.

Gj?ja m? e r?nd?sishme kur zgjidhni nj? sensor me fibra optike ?sht? t? zgjidhni kok?n e duhur optike. N? fund t? fundit, ?sht? me ndjeshm?rin? e kok?s q? lidhet sakt?sia e zbulimit t? pjes?ve, t? vogla, t? fiksuara ose l?viz?se. N? ?far? k?ndi do t? vendosen marr?si dhe emetuesi n? raport me objektin, sa ?sht? dispersioni i lejuar. N?se k?rkohet nj? tuf? fibrash e rrumbullak?t p?r t? marr? nj? rreze rrethore ose nj? e zgjatur p?r t? marr? nj? projeksion horizontal.

Sa i p?rket trar?ve t? rrumbullak?t, n? nj? kok? difuze ato mund t? deg?zohen n? m?nyr? t? barabart? me t? gjitha fijet burimore n? nj?r?n gjysm? dhe me fijet marr?s n? an?n tjet?r. Ky dizajn ?sht? i zakonsh?m, por mund t? shkaktoj? nj? vones? n? leximin e informacionit nga nj? pjes? q? l?viz n? k?nd t? drejt? drejt vij?s s? bifurkacionit.

Opsioni me nj? shp?rndarje uniforme t? fibrave t? burimit dhe marr?sit jep rreze m? uniforme. Rrezet uniforme ju lejojn? t? barazoni efektet e d?rgimit dhe marrjes s? val?ve, dhe zbulimi do t? rezultoj? t? jet? i pavarur nga drejtimi i l?vizjes s? objektit.

Lloji i kok?s optike, gjat?sia e kabllit dhe amplifikatori kan? nj? ndikim t? r?nd?sish?m n? distanc?n e sensorit t? optik?s. ?sht? e v?shtir? t? jepet nj? vler?sim i sakt?, por prodhuesit tregojn? k?to t? dh?na. Nj? sensor me nj? rreze ka nj? gam? m? t? madhe se nj? sensor difuz. Fibra m? e gjat? - rreze m? e shkurt?r. P?rforcues m? i p?rsosur - sinjal m? i fort?, m? shum? rreze.

Gjithnj? e m? shum?, I/O e shp?rndar? po p?rdoret n? automatizimin industrial dhe ?sht? e mundur t? lidhni kabllo t? shumta me fibra optike me sensor? n? nj? kolektor t? vet?m.

P?rforcuesit e fibrave optike jan? shpesh pajisje t? pavarura me nj? kanal DIN-rail, ato jan? t? lehta p?r t'u montuar n? nj? panel dhe e vetmja penges? ?sht? lidhja e rrug?s nga amplifikator?t individual?.

Kolektori mund t? grupoj? kanale t? shumta fibrash n? nj? qend?r t? vetme kontrolli: kolektor?t jan? t? pajisur me ekrane menyje dhe secili kanal programohet individualisht. Kanalet e konfiguruara mund t? p?rdoren n?p?rmjet logjik?s DHE/OR, e cila thjeshton shum? kontrollin PLC.

P?rdorimi i fibrave optike shfaqet mir? n? sistemet q? funksionojn? n? kushte t? zhurm?s s? fort? elektrike. Fibra optike nuk percepton zhurm?n elektrike, dhe amplifikuesi elektronik mbrohet nga nj? kabinet. Linjat e vogla t? montimit me zbulimin e automatizuar t? pjes?ve n? transportues n? procesin e montimit t? pajisjeve jan? nj? tjet?r zon? shum? premtuese dhe tashm? mjaft e zakonshme e p?rdorimit. sensor? t? fibrave optike.

Kokat me orientime t? ndryshme, madh?si t? ndryshme, shp?rndarje t? ndryshme p?r t? siguruar shkall?n e duhur t? sakt?sis? s? fokusit, pavar?sisht nga madh?sia e sensorit - e gjith? kjo, s? bashku me logjik?n e kontrollit, hap nj? potencial t? madh p?r mund?si. P?r shembull, nj? sensor zbulon pranin? e nj? pjese n? fillim t? montimit dhe i dyti konfirmon p?rfundimin e montimit.

P?rve? k?saj, pavar?sisht nga aplikacioni, ?sht? e r?nd?sishme t? zgjidhni nj? sensor dhe kok? me parametra t? p?rshtatsh?m p?r aplikimin e k?rkuar t? konsumatorit: p?r sa i p?rket shp?rndarjes, distanc?s, kampionimit, opsioneve n? lidhje me cil?simet dhe programimin.

E vetmja, ndoshta, minus ?sht? se fijet nuk mund t? p?rkulen tep?r. Vlen t? p?rkulet pak m? shum?, dhe do t? ndodh? deformim i pariparuesh?m plastik i fibrave, xhiroja do t? ulet ose zhduket krejt?sisht. Rrezja e lejueshme e p?rkuljes varet nga lloji, madh?sia dhe shp?rndarja e fibrave n? tuf?. K?to karakteristika duhet t? merren parasysh kur zgjidhni nj? sensor p?r aplikacionin tuaj.

abstrakte

Puna e kursit merret me teknologjit?, parimet e funksionimit, aplikimin praktik t? sensor?ve t? fibrave optike. Q?llimi i pun?s ?sht? t? studioj? ve?orit? e projektimit dhe parimet e funksionimit t? sensor?ve me fib?r optike dhe klasifikimi i tyre.

Ky punim p?rshkruan dizajnet dhe parimet e funksionimit t? sensor?ve t? fibrave optike dhe t? tyre elementet strukturore, kryhet edhe klasifikimi i sensor?ve me fib?r optike.

Prezantimi

Ideale p?r p?rdorim n? shum? aplikacione, sensor?t duhet t? ken? karakteristika t? tilla si pesha e ul?t, madh?sia e vog?l, fuqi e ul?t, rezistenca mjedisore dhe imuniteti i nd?rhyrjeve elektromagnetike, performanca e mir? dhe kosto e ul?t. Nd?rsa teknologjia p?rparon, nevoja p?r sensor? me k?to karakteristika po rritet n? m?nyr? dramatike n? fusha t? tilla si hap?sira ajrore dhe mbrojtja, prodhimi i materialeve, mjek?sia dhe nd?rtimi. Dep?rtimi i teknologjive t? fibrave optike, t? cilat u zhvilluan me shpejt?si nga industria e telekomunikacionit n? vitet 1970 dhe 1980, n? tregjet komerciale p?r prodhuesit e CD player-?ve, fotokopjuesve personal? dhe printer?ve lazer, e kombinuar me koston n? r?nie t? komponent?ve optoelektronik?, lejoi fibra optike. sensor?t zbulojn? potencialin e tyre n? lidhje me shum? aplikacione. N? literatur?n e specializuar, mund t? gjeni nj? p?rshkrim t? sensor?ve t? ndrysh?m t? fibrave optike.

Q?llimi i k?saj pune ?sht? t? studioj? tiparet e projektimit dhe parimet e funksionimit t? sensor?ve me fib?r optike, si dhe klasifikimin e tyre.

N? t? nj?jt?n koh?, ?sht? thelb?sore:

Rishikoni literatur?n ekzistuese p?r t? mbledhur informacionin e nevojsh?m.

P?rshkruani konstruksionet dhe parimet e funksionimit t? sensor?ve t? fibrave optike dhe elementeve strukturore t? tyre.

Klasifikimi i sensor?ve t? fibrave optike.

M?soni se si t? p?rdorni sensor?t e fibrave optike n? praktik?.

1. Teknologjit? e sensor?ve t? fibrave optike

Teknologjia e fibrave optike ka revolucionarizuar telekomunikacionin. Revolucioni filloi me p?rdorimin e kufizuar t? fibrave optike n? sistemet q? k?rkojn? performanc? ultra t? lart?. Revolucioni ndodhi kur prodhimi masiv, i shoq?ruar me p?rmir?sime teknike, ishte n? gjendje t? arrinte produktivitet ultra t? lart? me nj? kosto m? t? ul?t se ?do qasje tjet?r alternative. P?rmir?simet dhe reduktimet e nj?kohshme t? kostos, s? bashku me prodhimin masiv komercial, kan? ?uar si n? p?rjashtimin e analog?ve ashtu edhe n? shfaqjen e aplikacioneve t? reja dhe produkteve t? reja si CD player, fotokopjues personal dhe printer lazer. Revolucioni i tret? erdhi nga zhvilluesit q? p?rfituan nga fusha n? rritje e shpejt? e komunikimeve me fibra optike s? bashku me pajisjet optoelektronike dhe krijuan sensor? t? fibrave optike.

Perspektiva befasuese po hapen, duke filluar nga aft?sia p?r t? z?vend?suar shumic?n e sensor?ve mjedisor? q? ekzistojn? aktualisht deri n? futjen e sensor?ve krejt?sisht t? rinj n? treg q? ofrojn? mund?si q? nuk ekzistonin m? par?.

N? sensor?t e fibrave optike me nj? element sensor t? jasht?m, matja e parametrave b?het n? zon?n jasht? fibr?s. E nj?jta gj? vlen edhe p?r sensor?t hibride t? fibrave optike. Vet? sensor?t mund t? mendohen si "kuti t? zeza", me fibra optike t? p?rdorura p?r t? ?uar drit?n n? "kuti" dhe t? dh?na prapa. N? shumic?n e rasteve, termat sensor? t? jasht?m dhe sensor? hibrid? p?rdoren n? m?nyr? t? nd?rsjell?. Dallimi kryesor lind n? rastin e p?rdorimit t? energjis? s? elementeve fotosensitive, kur nj? rreze drite p?rdoret p?r t? drejtuar nj? sensor elektronik dhe t? dh?nat kthehen p?rs?ri p?rmes nj? kanali me fib?r optike. N? k?t? rast, termi "hibrid" ?sht? m? i p?rshtatsh?m.

Nj? n?nklas? e madhe dhe e r?nd?sishme e sensor?ve n? t? cilat fibra optike p?rdoret si nj? element i ndjesh?m, ose sensor? me fibra t? past?r, jan? sensor? interferometrik?. Shumica e sensor?ve q? ofrojn? performanc?n m? t? lart? jan? n? k?t? n?nklas?.

Dep?rtimi fillestar n? treg i sensor?ve t? fibrave optike u nxit nga avantazhi i tyre i performanc?s. Tabela 1 liston t? gjitha avantazhet e sensor?ve t? till? n? krahasim me sensor?t tradicional? elektronik?. Elementet e p?rdorur n? sensor?t e fibrave optike jan? plot?sisht pasive n? lidhje me energjin? elektrike (nuk rrezatojn? ose p?r?ojn? elektricitet), e cila shpesh ka nj? ndikim vendimtar n? zbatimin e tyre t? suksessh?m n? disa fusha. N? mjek?si, kjo ju lejon t? izoloni pacient?t nga Pajisje elektrike, eliminoni shtigjet p?r?uese n? zon?n e tensionit t? lart? dhe kur vendoset, sigurohet p?rputhshm?ria me ?do material. Karakteristikat e pesh?s dhe madh?sis? s? sensor?ve jan? kritike n? aplikacione t? tilla si hap?sira ajrore, dhe k?tu, p?r shkak t? pesh?s dhe madh?sis? s? tyre t? vog?l, sensor?t e fibrave optike kan? nj? avantazh t? r?nd?sish?m mbi shum? produkte t? tjera. P?rve? k?saj, sensor? t? till? jan? imun ndaj nd?rhyrjeve elektromagnetike. Sensor?t tradicional? elektrik? shpesh duhet t? vendosen n? nj? mburoj? t? r?nd?, gj? q? rrit shum? koston, madh?sin? dhe pesh?n e tyre. Stabiliteti mjedisor ?sht? kritik kur p?rdoren sensor? t? fibrave optike n? mjedise me temperatur? t? lart? dhe struktura e fort? i lejon ata t? p?rballojn? nivelet ekstreme t? dridhjeve dhe ngarkesave t? goditjes. Vetive t? listuara m? sip?r, mund t? shtoni ndjeshm?ri t? lart? dhe brez t? gjer?. Kur kombinohen kanalet e grupit t? sensor?ve, gjer?sia e lart? e brezit t? vet? fibrave optike lejon q? t? dh?nat q? rezultojn? t? transmetohen dhe k?shtu siguron nj? avantazh t? caktuar.

Tabela 1 - P P?rpar?sit? e sensor?ve t? fibrave optike

Pasiviteti (sensor? t?r?sisht dielektrik?) Pesha e leht? P?rmasa t? vogla Imuniteti ndaj nd?rhyrjeve elektromagnetike Aft?sia p?r t? vepruar n? temperatura t? larta Gjer?sia e gjer? brezi Rezistenc? ndaj dridhjeve dhe goditjeve Ndjeshm?ri e lart? Mund?sia e mbylljes s? sinjaleve elektrike dhe optike Kostoja e komponent?ve p?rcaktohet nga tregu i madh i telekomunikacionit dhe shitjeve optoelektronike

Puna e hershme n? sensor?t e fibrave optike n? p?rgjith?si mund t? klasifikohet n? dy kategori kryesore. Sensor?t relativisht t? thjesht? t? fibrave optike u b?n? shpejt produkte t? prodhuara n? mas?, shpesh p?rmes nd?rmarrjeve t? vogla fillestare dhe formuan nj? treg t? specializuar matjeje. Nj? nga shembujt e par? t? till? ?sht? matja e temperatur?s n? rajonin e tensionit t? lart?. Sensor? m? t? sofistikuar t? fibrave optike, t? tilla si xhiroskop?t me fibra optike ose grupet e antenave marr?se hidroakustike, jan? ndjekur nga firma t? m?dha prodhuese t? mb?shtetura nga programet qeveritare n? nj? p?rpjekje p?r t? hyr? n? tregje potencialisht t? m?dha dhe me pages? t? lart?. Dep?rtimi fillestar n? treg nd?rmjet viteve 1980 dhe 1990, n? konkurrenc? t? vazhdueshme me teknologjit? tradicionale t? sensor?ve, ishte i ngadalsh?m n? nj? pjes? t? madhe p?r shkak t? kosto e larte num?r i kufizuar i komponent?ve t? p?rshtatsh?m. Por situata po ndryshon me shpejt?si dhe perspektiva duket jasht?zakonisht e favorshme. Si? tregohet n? figur?n 1, kostoja e elementeve baz? optike po bie me shpejt?si, nd?rsa numri dhe shum?llojshm?ria e tyre po rritet. T? gjith? k?ta faktor? kombinohen me rritjen e besueshm?ris? dhe p?rmir?simin e cil?sis? s? komponent?ve. Si rezultat, kjo ?oi n? nj? zgjerim t? shpejt? t? gam?s s? sensor?ve t? fibrave optike t? prodhuara dhe fillimin e promovimit t? tyre t? shpejt? n? treg.

198019902000

Figura 1 - Tendencat n? zhvillimin e sensor?ve t? fibrave optike

Tabela 2 ilustron ndryshime dramatike dhe dometh?n?se n? disa nga element?t kryesor?. Kostoja e nj? modaliteti diodat lazer n? fund t? viteve 1970, ajo vlente disa mij?ra dollar?, dhe jeta e tyre e sh?rbimit ishte vet?m disa or?. Deri n? vitin 1990, k?ta element? u p?rdor?n n? miliona CD player dhe printera lazer, kostoja e tyre kishte r?n? n? disa dollar? p?r nj?si dhe burimi u vler?sua n? dhjet?ra mij?ra or?. Fibra optike me nj? modalitet kushtonte rreth 10 dollar? p?r met?r n? fund t? viteve 1970 dhe ishte e v?shtir? p?r t'u marr?. N? vitin 1990, p?rdorimi i nj? fije t? till? u b? norm? n? industrin? e telekomunikacionit dhe miliona kilometra linja komunikimi vendoseshin ?do vit me nj? kosto fibrash prej m? pak se 0,10 dollar? p?r met?r. N? t? dyja rastet, zhvillimi ?oi n? nj? ulje t? vler?s s? kostos me rreth tre rend t? madh?sis? dhe u shoq?rua me nj? rritje po aq t? mpreht? t? cil?sis? dhe standardizimit.

Elementet baz? u pasuan nga pajisje m? komplekse, si modulator?t optik? t? integruar, t? cil?t n? fund t? viteve 1970 ishin kuriozitete laboratorike, larg produkteve t? prodhuara n? mas?. Deri n? vitin 1990, k?to produkte ishin n? treg n? sasi t? vogla, secila kushtonte disa mij?ra dollar?. Ky sensor, i cili n? fund t? viteve 1970 ishte n? vetvete nj? pajisje e rrall? laboratorike, e prodhuar n? modulator? t? integruar t? faz?s optike, t? cil?t jan? elementi kryesor i tij. N? vitin 1990, k?to pajisje u ofruan n? treg n? sasi t? kufizuara me nj? ?mim prej 20,000 dollar? p?r nj?si. P?r t? siguruar dep?rtimin n? treg, kostoja e pajisjeve me karakteristika mesatare duhet t? bjer? n? rreth 500-1000 dollar?. Dhe kjo k?rkon q? kostoja e modulator?ve t? faz?s t? bjer? n? rreth 50 dollar? p?r nj?si.

Tabela 2 - Komponent?t e k?rkuar p?r sensor?t e fibrave optike jan? duksh?m m? t? lir?

198019902000 dioda lazer 3000$/cop? (prototipet) 3 $/pc (lojtar?t CD) - Fibra me nj? modalitet 5-10 $/m (furnizim tregu i kufizuar) 0,1 $/m (komunikim standard) - Modulator? optik? t? integruar Mostrat laboratorike 7000 dollar?/pc (prototipe) 50$/cop? (xhiroskop? me fibra optike) mostra laboratorike t? xhiroskop?ve me fibra optike 20000 dollar?/cop? (prototipe) 500-1000$/cop? (instrumente t? lira navigimi)

Me ?do produkt t? ri t? suksessh?m, kostoja e komponent?ve ekzistues dhe t? sapo prezantuar vazhdon t? bjer?, duke hapur rrug?n p?r nj? fluks t? sensor?ve t? rinj t? fibrave optike t? disponueshme n? treg. N? vitet 1980, kishte shum? pak komponent? n? dispozicion dhe kostot e tyre ishin relativisht t? larta, duke rezultuar n? aplikimet e sensor?ve t? fibrave optike q? zinin nj? vend shum? t? vog?l n? treg dhe furnizimi u reduktua n? vet?m disa artikuj. Deri n? vitin 1990, kostoja e komponent?ve t? fibrave, burimeve t? drit?s dhe ndar?sve t? fibrave kishte r?n? ndjesh?m dhe element?t multipleks ishin leht?sisht t? disponuesh?m p?r shitje me ?mime t? arsyeshme. N? treg kishte edhe disa produkte t? reja, si pajisje optike t? integruara, t? cilat ishin relativisht t? shtrenjta. K?to zhvillime kan? ?uar n? prezantimin e sensor?ve t? fibrave optike si instrumente n? industri dhe industrin? e energjis? elektrike, si dhe n? prezantimin e nj? numri t? kufizuar prototipash m? t? sofistikuar t? sensor?ve t? fibrave optike si xhiroskop?t me fibra optike. Mund t? pritet q? deri n? vitin 2000 t? ket? nj? rritje t? konsiderueshme t? numrit t? pajisjeve t? disponueshme n? treg me ?mime t? ul?ta, duke lejuar projektuesit e fibrave optike t? l?shojn? nj? gam? t? gjer? pajisjesh q? ofrojn? performanc? t? lart? me ?mime duksh?m m? t? ul?ta se teknologjit? aktuale. lejojn?. N? t? nj?jt?n koh?, do t? jet? e mundur t? p?rdoren sensor? n? fusha krejt?sisht t? reja t? shkenc?s dhe teknologjis?. N? ve?anti, zhvillimet m? t? fundit do t? b?jn? t? mundur z?vend?simin e sensor?ve tradicional? rrotullues inercial? me xhiroskop? me fibra optike, p?rdorimin m? t? gjer? t? sensor?ve t? fibrave optike n? proceset e kontrollit dhe prodhimit, si dhe p?rdorimin e tyre p?r t? monitoruar gjendjen e sistemeve dhe pajisjeve n? hap?sir?n ajrore. dhe industrit? e nd?rtimit.

T? gjitha k?to zhvillime do t? ?ojn? n? shfaqjen e gjithnj? e m? shum? sisteme komplekse bazuar n? bashkimin e teknologjive t? telekomunikacionit dhe sensor?ve t? fibrave optike. Nd?rtesat e reja do t? p?rdorin sisteme me fibra optike p?r t? rrjet?zuar t? gjith? banor?t dhe p?r t? ofruar sh?rbime kritike t? p?rpunimit t? performanc?s. Sh?rbime t? tilla do t? kryejn? funksionin e dyfisht? t? monitorimit t? temperatur?s, lag?shtis? dhe konsumit t? energjis? dhe transmetimit t? informacionit m? thelb?sor n? pika qendrore menaxhimit. Gjer?sia e brezit dhe aft?sit? mat?se t? fibrave optike do t? ofrojn? mund?si shum? p?rtej nivelit t? artit. Sh?rbime t? ngjashme mund t? ofrojn? komunikim universal q? do t? eliminonte nevoj?n p?r t? kontrolluar manualisht njehsor?t e gazit dhe energjis? elektrike. Me t? nj?jtin parim, mund t? nd?rtohen sisteme t? centralizuara t? siguris? dhe mbrojtjes nga zjarri, si dhe koordinimi i kujdesit emergjent.

P?r t? realizuar k?to ?ndrra, ?sht? e nevojshme t? p?rmir?sohen teknikat dhe metodat e shnd?rrimit t? l?nd?ve t? para n? komponent? optik?, komponent?ve optik? n? sensor? t? fibrave optike dhe krijimit t? sistemeve t? dobishme t? bazuara n? sensor? t? fibrave optike. Pjesa tjet?r e k?tij libri i kushtohet rishikimit t? temave t? zgjedhura n? secil?n fush? dhe p?rshkrimit t? qasjeve t? dobishme dhe premtuese. Shpresojm? q? lexuesit e k?tij libri do t'ju ndihmojn? shum? n? nd?rtimin e nj? t? ardhmeje t? re dhe m? t? mir?.

2. Modulator? optik? p?r sensor? me fibra optike

Modulator?t optik? jan? blloqet kryesore t? nd?rtimit t? fibrave sistemet optike, duke kryer funksione t? ndryshme, duke p?rfshir? amplituda, faza, frekuenca dhe modulimi i polarizimit. N? shumic?n e rasteve, p?rdoren pajisje t? gjendjes s? ngurt?, n? t? cilat drita modulohet duke ndryshuar vetit? optike t? materialit t? pajisjes kur ekspozohet ndaj nj? sinjali elektrik kontrolli. Mekanizmi i lidhjes s? sinjalit t? kontrollit me vetit? e materialit mund t? jet? elektro-optik, akusto-optik ose magneto-optik. Nd?rsa shum? modulator? optik? jan? ende duke u studiuar n? laborator?t k?rkimor?, pajisjet me performanc? t? lart? po b?hen jasht?zakonisht t? p?rhapura n? sensor?t e fibrave optike.

Ekzistojn? tre lloje t? modulator?ve optik? n? gjendje t? ngurt?. K?to jan? pajisje volumetrike, t? integruara optike dhe me fibra t? past?r (Figura 2). Modulator?t volumetrik?, n? t? cil?t sinjali kalon p?rmes nj? blloku t? fort? materiali, jan? zhvilluar p?r nj? koh? relativisht t? gjat? dhe jan? prodhuar n? mas? p?r shum? vite. Megjithat?, ato nuk kan? nj? p?rcjell?s val?sh dhe k?rkojn? nj? tension t? lart? kontrolli dhe optik? t? jashtme n? m?nyr? q? t? marrin rrezatim nga fibrat optike dhe m? pas ta ri-lan?ojn? at? n? fibr?n optike. N? modulator?t optik? t? integruar, p?rcjell?sit e val?ve nd?rtohen drejtp?rdrejt n? materialin e modulatorit. Kjo redukton n? mas? t? madhe k?rkesat p?r energji elektrike dhe eliminon nevoj?n q? optika e jashtme t? lidhet me fibrat optike. Shum? pajisje t? tilla jan? zhvilluar, dhe disa prej tyre jan? prodhuar n? mas?.

Figura 2 - Tre lloje kryesore t? modulator?ve optik? n? gjendje t? ngurt?: a) v?llimore; b) optike e integruar; c) fib?r e past?r

N? modulator?t e past?r t? fibrave, sinjali optik nuk largohet kurr? nga fibra, e cila i n?nshtrohet sinjalit t? kontrollit, i cili ?on n? modulimin e k?rkuar. Avantazhi i pajisjeve t? k?tij lloji ?sht? aft?sia p?r t? hequr dor? nga optika e nevojshme p?r lidhjen me fibrat optike dhe akordimin e im?t. Megjithat?, aft?sia e modulimit t? materialeve t? zakonshme me fibra si qelqi ?sht? relativisht e dob?t dhe pajisjet k?rkojn? nj? tension mjaftuesh?m t? lart? l?viz?s. Moduluesit e k?tij lloji jan? ende n? zhvillim e sip?r.

3. Sensor? t? bazuar n? matjen e intensitetit dhe interferomet?r Fabry-Perot

3.1 Sensor?t e intensitetit

Sensor?t e par? t? fibrave optike u zhvilluan edhe p?rpara se fibrat me humbje t? ul?t t? b?heshin t? disponueshme n? vitet 1970. Ata p?rdor?n tufa ose fibra t? vetme p?r t? matur drit?n e reflektuar ose t? transmetuar nga nj? objekt. Kjo teknologji, e cila ?sht? m? e thjeshta p?r standardet e sotme, megjithat? ka ofruar p?rfitimet e fibrave optike n? nj? num?r t? kufizuar aplikimesh. Nd?rsa fibrat e reja u b?n? t? disponueshme, efikasiteti i sensor?ve u p?rmir?sua. Disponueshm?ria e kabllove optike monofibra t? besueshme ka mund?suar zbatimin e sistemeve optike efikase dhe sensor?ve t? miniatur?s. P?rve? sistemeve t? thjeshta reflektuese dhe transmetuese, jan? zhvilluar metoda duke p?rdorur gjurmimin e skajeve, mikrolakimet, t? plota reflektimi i brendsh?m dhe fotoelasticiteti. L?vizja drejt aplikim praktik Sensor?t e fibrave optike ndodh?n shpejt.

Sensor?t e intensitetit jan? n? thelb t? thjesht? dhe k?rkojn? nj? nd?rfaqe elektronike mjaft t? kufizuar. Nj? sensor reflektues me nj? fib?r funksionon si m? posht?: Drita udh?ton n?p?r fib?r nga e majta n? t? djatht?, m? n? fund del nga fibra n? form? koni dhe godet nj? reflektor t? l?vizsh?m. N?se reflektori ndodhet af?r fundit t? fibr?s, shumica rrezatimi reflektohet p?rs?ri n? fib?r; sa m? larg reflektori t? largohet nga fundi i fibr?s, aq m? pak rrezatim kthehet n? fib?r. Marr?dh?nia monotonike midis distanc?s s? fibr?s s? reflektorit dhe rrezatimit t? kthimit mund t? p?rdoret p?r t? matur distanc?n. Nj? kufizim i duksh?m i nj? sensori t? till?, nj? kufizim i zakonsh?m p?r shumic?n e sensor?ve t? intensitetit, ?sht? mungesa e nj? sinjali t? p?rshtatsh?m referimi.

N?se niveli i daljes s? burimit t? drit?s ndryshon ose humbja e fibr?s luhatet me kalimin e koh?s, kjo do t? rezultoj? n? nj? matje t? gabuar t? distanc?s. N? nj? mas? t? madhe, kjo mund t? kompensohet duke p?rdorur m? shum? burime ose m? shum? fibra. K?tu, l?vizja pingul me boshtin e fibr?s matet me an? t? dy fibrave marr?se, nd?rmjet t? cilave shp?rndahet rrezatimi nga fibra l?viz?se. Me nj? kombinim t? p?rshtatsh?m t? fotorrymave nga fibrat marr?se, mund t? v?rehet nj? marr?dh?nie pothuajse lineare midis zhvendosjes dhe daljes. Nj? tjet?r skem? me futjen e humbjeve. Forca shkakton ndryshime n? polarizimin, e cila modulon amplituda e rrezatimit. P?r k?t? sensor, problemet e p?rshkruara m? sip?r t? lidhura me sinjalin e referenc?s, si dhe jolineariteti i karakteristik?s dhe histereza p?r shkak t? materialit piezo-optik, mbeten t? r?nd?sishme.

Nj? nga metodat m? t? njohura t? modulimit t? intensitetit bazohet n? p?rkuljen e fibr?s duke shkaktuar humbje t? rrezatimit. Sensor? t? till? mikrolakimi p?rdoren n? aplikime ku parametri i matur (sforcimi, presioni, forca, pozicioni, nxitimi) mund t? shnd?rrohet mekanikisht n? l?vizjen e nj? pajisjeje q? deformon fibr?n.

Kur pajisja deformuese ?sht? e mbyllur, humbjet e rrezatimit rriten dhe sasia e rrezatimit t? transmetuar zvog?lohet.

duke l?vizur

Figura 3 - Sensori i mikrobendit. Pajisja deformuese rrit humbjen e p?rkuljes n? fib?r nd?rsa zhvendosja rritet.

.2 Sensor? t? temperatur?s me element sensor gjysm?p?r?ues

Var?sia e kufirit t? brezit t? absorbimit nga temperatura mund t? p?rdoret p?r t? matur temperatur?n. Rrezatimi nga nj? fib?r kalon p?rmes nj? prizmi GaAs n? nj? fib?r tjet?r. N?se energjia e fotonit ?sht? m? e vog?l se hendeku i brezit (dmth., gjat?sia e val?s ?sht? m? e madhe se rreth 900 nm), rrezatimi nuk zbehet shum? n? GaAs. Fotonet me gjat?si vale m? t? shkurt?r thithen. Kufiri i zon?s s? absorbimit zhvendoset me rreth 0,5 nm/°C. Kjo n?nkupton k?rkesat p?r sakt?sin? e gjat?sis? s? val?s n? kufirin e zon?s s? rendit 1 A p?r t? marr? nj? sakt?si sensori prej 0,1°C. Kjo sakt?si kufizohet nga homogjeniteti i struktur?s s? GaAs. Sensor? t? ngjash?m t? temperatur?s mund t? nd?rtohen duke p?rdorur filtra t? ndjesh?m ndaj temperatur?s (p.sh. filtri koloidal i kalimit t? ul?t Schott RG830).

S? bashku me sensor?t q? veprojn? n? kufirin e zon?s, mund t? p?rdoret nj? gam? e gjer? optike leximi: nga nj? fotodiod? e vetme e p?rdorur n? qarkun e matjes s? intensitetit deri te grupet spektrofotometrike CCD. M? s? shpeshti, optika e leximit p?rdor nj? pal? fotodioda t? akorduara p?r t'iu p?rgjigjur gjat?sive valore t? gjata dhe t? shkurtra n? t? dy an?t e filtrit t? slotit. Burimet e drit?s p?r sensorin duhet t? sigurojn? energji n? t? pakt?n dy rajone t? spektrit. P?r k?t?, mund t? p?rdoren dy LED, q? korrespondojn? me val? t? gjata dhe t? shkurtra n? t? dy an?t e filtrit t? slotit, ose burimi i vet?m i me nj? spekt?r m? t? gjer? se filtri i slotit. N?se gjer?sia e spektrit t? burimit ?sht? m? e vog?l se 100 nm, kthesat e fibrave, humbjet e lidh?sit, etj. nuk do t? ndikojn? n? daljen e sensorit n?se zbatohet nj? skem? e p?rshtatshme normalizimi. Normalizimi zakonisht arrihet duke p?rdorur raportin e fotorrymave t? val?ve t? gjata dhe t? shkurtra si sinjal dal?s.

Fijet multimodale

Figura 4 - Sensori i temperatur?s duke p?rdorur zhvendosjen e kufirit t? brezit n? GaAs

3.3 Sensor? multimod? Fabry Perot

Historia e sensor?ve Fabry-Pero filloi me p?rdorimin e interferometrit t? pllakave paralele n? kap?rcyellin e shekujve XIX dhe XX. Sensor?t e tensionit dhe presionit u p?rshkruan nga Fabry dhe Perot; Megger dhe Peters mat?n indeksin e thyerjes. Natyrisht, dizajnet e t? gjith? k?tyre sensor?ve nuk kan? p?rfituar nga fibrat optike ose burimet e drit?s n? gjendje t? ngurt?.

Sensor?t multimod? kan? nj? num?r avantazhesh kryesore n? krahasim me sensor?t me nj? modalitet: (1) mund?sin? e futjes me efikasitet t? drit?s nga burime LED t? lira dhe t? q?ndrueshme; (2) p?rdorimi i lidh?sve leht?sisht t? aksesuesh?m dhe komponent?ve t? tjer? t? fibrave optike dhe (3) p?rfundimi i p?rshtatsh?m i fibrave. Sensor?t Fabry-Perot mund t? p?rfitojn? nga p?rfitimet shtes? t? p?rdorimit t? fibrave multimode: (4) element? t? lir? sensor? dhe (5) aft?sin? p?r t? p?rdorur t? nj?jt?n optik? leximi p?r lloje t? shumta sensor?sh.

Sensor?t interferometrik? shum?mod? jan? m? pak t? ndjesh?m se ekuivalent?t e tyre t? nj? modaliteti; por n? matjet industriale kjo shpesh nuk ?sht? problem. P?r shembull, sensor?t e temperatur?s shum?modale t? MetriCor kan? nj? rezolucion prej rreth 0,1°C. Nj? sensor i temperatur?s interferometrike me nj? modalitet t? gjat? dhjet? centimetra mund t? ket? nj? rezolucion prej 10-5 °C duke p?rdorur vler?n Hawker p?r nj? ndjeshm?ri ndaj temperatur?s s? fibr?s prej 100 rad °C-1 m-1, duke supozuar nj? ndjeshm?ri t? interferometrit prej 10-4 rad. Ndjeshm?ria relativisht e ul?t e sensor?ve multimod? nuk ka r?nd?si thelb?sore, pasi diapazoni dinamik i t? gjith? sensor?ve t? lakut t? hapur ?sht? i t? nj?jtit rend t? madh?sis?. N? k?t? situat?, rezolucioni m? i nevojsh?m vet?m zvog?lon diapazonin efektiv t? funksionimit t? sensorit. Kufizimi i diapazonit dinamik mund t? kap?rcehet n?se n? pajisje zbatohet num?rimi i skajeve ose nj? metod? ekuivalente. Metoda e num?rimit t? skajeve zakonisht ka probleme me pasigurin? e leximit kur rryma papritmas nd?rpritet, k?shtu q? kjo metod? nuk mund t? p?rdoret n? aplikime praktike.

3.4 Historia e zhvillimit t? sensor?ve multimod? Fabry-Pero

Nj? let?r e hershme mbi sensor?t Fabry-Pero jep nj? vler? me nj? sakt?si prej 0,5% p?r nj? sensor t? temperatur?s me nj? interval prej 150 °C. Nj? shum?llojshm?ri sensor?sh jan? zhvilluar duke p?rdorur standarde t? cil?sis? s? ul?t dhe t? lart?. Organizimi i prodhimit serik t? sensor?ve Fabry - Perot kaloi shpejt nga mostrat laboratorike t? mbledhura individualisht n? pajisje q? mund t? funksiononin n? nj? gam? t? gjer? temperaturash. P?rmir?sime t? tjera n? dizajnin e sensor?ve kan? ?uar n? nj? familje sensor?sh t? prodhuar duke p?rdorur teknologjin? e qarkut t? integruar q? jan? me kosto t? ul?t dhe uniforme. Sensor?t e temperatur?s jan? zhvilluar q? mund t? vendosen n? fund t? nj? fibre thjesht duke sp?rkatur nj? shtres? silikoni 0,7 mm t? trash?.

.5 Parimet e funksionimit

Interferometrat Fabry-Perot p?rb?hen nga dy reflektor? t? vendosur n? secil?n an? t? nj? mediumi optikisht transparent. Me nj? distanc? t? p?rshtatshme midis reflektor?ve, transmetimi i interferometrit ?sht? i lart?. Ndryshimi i distanc?s ?on n? nj? r?nie t? transmetimit. Me reflektor?t shum? reflektues, transmetimi ?sht? shum? i ndjesh?m ndaj ndryshimeve n? gjat?sin? e val?s ose distanc?n midis reflektor?ve. N? p?rgjith?si, efikasiteti i nj? interferometri shpesh karakterizohet nga nj? faktor cil?sie

F = 4R/(1-R2) (3.1)

ku R ?sht? koeficienti i reflektimit t? pasqyrave n? munges? t? humbjeve. Var?sia e transmetimit nga distanca midis reflektor?ve p?r vlera t? ndryshme t? faktorit t? cil?sis? ?sht? paraqitur n? Figur?n 3.3. Interferometrat High-Q jan? t? dobish?m sepse lejojn? p?rcaktimin e sakt? t? ve?orive t? spektrit; interferometrat me nj? faktor cil?sie t? ul?t lejojn? nj? modalitet linear n? nj? gam? t? gjer? t? parametrit t? matur pa skema komplekse me reagime.

Interferometrat Fabry-Perot jan? t?rheq?s p?r t'u p?rdorur n? sensor? sepse e b?jn? t? leht? vendosjen e nj? marr?dh?nieje me sasit? e matura fizike ose kimike. N? rastin e nj? sensori t? temperatur?s, kjo mund t? ilustrohet duke ekzaminuar n? sa m?nyra ndryshimet e temperatur?s mund t? lidhen me ndarjen e reflektor?ve t? interferometrit. N? list?n e m?poshtme, ?do artikull p?rfaq?son nj? t? ve?ant? parametri optik, n?p?rmjet t? cilit ndryshimi i temperatur?s mund t? lidhet me rezonanc?n optike t? interferometrit: (1) zgjerimi linear i unaz?s ndar?se; (2) ndryshimi n? indeksin e thyerjes s? mediumit nd?rmjet reflektor?ve; (3) zgjerimi i mediumit nd?rmjet reflektor?ve; (4) ndryshimi i lakimit t? reflektor?ve; (5) nj? ndryshim n? p?rthithjen ose reflektimin e reflektorit dhe (6) nj? ndryshim n? thithjen spektrale ose shp?rndarjen n? mjedisin midis reflektor?ve. P?r fat t? mir?, ?sht? e mundur t? projektohen interferometra p?r t? matur vet?m nj? ose dy nga parametrat e listuar m? sip?r, duke eliminuar p?rgjigjen ndaj nd?rhyrjes s? t? tjer?ve. Kjo b?n t? mundur, p?r shembull, zhvillimin e sensor?ve t? temperatur?s t? pandjesh?m ndaj presionit.

Trash?sia optike

Figura 5 - Transmetimi i interferometrit Fabry-Perot n? vlera t? ndryshme faktor cil?sor

Sensor?t Fabry-Pero me fibra multimode p?rdorin burime t? ndryshme rrezatimi. Si rregull, gjer?sia spektrale e burimit ?sht? parametri kryesor q? ka r?nd?si dhe p?rcaktohet nga zgjedhja e nj? skeme t? ve?ant? leximi. Leximi i ciklit t? mbyllur lejon p?rdorimin e interferometrave me cil?si t? lart? dhe burimeve lazer. N? k?t? shembull, gjat?sia e val?s s? lazerit shoq?ron zhvendosjen n? rezonanc?n e interferometrit. Burimet e drit?s s? bardh? mund t? p?rdoren n?se disponohet nj? spektrofotomet?r ose ekuivalent. LED jan? m? t? zakonshmet dhe mund t? p?rdoren me interferometra dhe lexues t? dizajneve t? ndryshme. Disa sensor? mund t? p?rdorin dy burime p?r t? reduktuar gabimet p?r shkak t? humbjeve dhe pasigurive n? interferomet?r.

4. Sensor?t difraktiv? shum?mod?

Figura - 6 Difraksioni i drit?s n? nj? objekt t? fort?

Para se t? analizohen vetit? e grilave optike, ?sht? e nevojshme t? studiohet difraksioni. Fenomeni i difraksionit shfaq veti t? drit?s q? ndryshojn? duksh?m nga ato q? mund t? priten n? baz? t? optik?s gjeometrike t? rrezeve. Shembulli m? i thjesht? i difraksionit mund t? v?rehet duke ekzaminuar hijen e hedhur nga nj? objekt me form? t? mir?, si nj? monedh?, kur ndri?ohet nga nj? burim pothuajse monokromatik (Figura 6). optika gjeometrike parashikon q? hija e hedhur nga monedha duhet t? jet? nj? rreth i err?t i p?rsosur me nj? skic? q? korrespondon me perimetrin e monedh?s. Nj? hije e till? ?sht? e dukshme, por n?se shikoni m? nga af?r skajet e saj, do t? zbuloni se ato nuk jan? aq t? p?rcaktuara qart?. P?rkundrazi, ato p?rb?hen nga shum? zona (banda) t? alternuara t? err?ta dhe t? lehta. Pas ekzaminimit t? m?tejsh?m, do t? konstatohet se hija n? vetvete nuk ?sht? e err?t n? m?nyr? uniforme, por gradualisht err?sohet nd?rsa i afrohet qendr?s. N? p?rgjith?si, difraksioni mund t? p?rkufizohet si efekti i pengesave n? rrezatimin e transmetuar.

Ekzistojn? dy lloje t? difraksionit - difraksioni Fraunhofer dhe difraksioni Fresnel. Difraksioni i Fresnelit quhet difraksion i fush?s s? af?rt dhe difraksioni i Fraunhoferit quhet manifestime n? fush? t? larg?t. N? rastin e dyt?, supozohet nj? rreze drite paralele e lidhur dhe e para nuk p?rmban nj? kufizim t? till?. K?shtu, difraksioni Fraunhofer ?sht? nj? rast i ve?ant? i difraksionit Fresnel, por meqen?se ?sht? shum? m? e leht? p?r t'u p?rshkruar n? m?nyr? analitike, ne do ta konsiderojm? at? p?r t? demonstruar disa manifestime karakteristike t? difraksionit.

Rasti m? i thjesht? p?r t'u studiuar ?sht? difraksioni me nj? ?arje t? vetme. N? k?t? rast, drita kalon n?p?r nj? ?arje t? ngusht? dhe projektohet n? nj? ekran. V?rehet maksimumi qendror I0 - N? zona t? tjera t? ekranit, ndodh interferenca midis drit?s s? shp?rthyer nga skajet e sip?rme dhe t? poshtme t? ?arjes. T? gjitha pal?t e rrezeve t? drit?s q? kalojn? n?p?r fragmentet e ?arjes n? nj? distanc? a/2 nga nj?ra-tjetra do t? ken? t? nj?jt?n diferenc? t? distanc?s s? p?rhapjes b. N? k?t? rast, n? ve?anti, nd?rhyrja dob?suese do t? ndodh? kur b ?sht? e barabart? me nj? num?r t? plot? shum?zuar me l/2. Megjithat?, q? nga m?kati th - b/(a/2), marrim

si n? th = ml (4.1)

ku m ?sht? nj? num?r i plot?, me nj? vler? absolute t? barabart? ose m? t? madhe se 1. Ekuacioni (4.1) ?sht? ekuacioni p?r minimumin e difraksionit Fraunhofer n? nj? ?arje t? vetme. Studimi i k?tij ekuacioni zbulon dy pika dometh?n?se. S? pari, nd?rsa a zvog?lohet (hendeku ngushtohet), minimumet shfaqen n? nj? vler? m? t? madhe t? v. S? dyti, n? nj? vler? konstante t? gjer?sis? s? ?arjes, a b rritet me gjat?sin? e val?s (d.m.th., drita e kuqe thyhet m? shum? se drita blu). Kjo ?sht? e kund?rta e asaj q? ndodh gjat? p?rthyerjes, kur kjo dukuri ?sht? p?r shkak t? ulje e p?rgjithshme indeksi i thyerjes n? materialet optike me gjat?si vale n? r?nie (dispersioni kromatik).

Rezolucioni i sistemeve optike shpesh kufizohet nga difraksioni. Nj? shembull i k?saj ?sht? problemi q? shfaqet kur nj? teleskop p?rpiqet t? ndaj? imazhet e dy yjeve t? ve?ant? t? vendosur n? af?rsi. Modelet e difraksionit t? drit?s nga dy yje t? krijuar n? nj? teleskop mbivendosen me nj?ri-tjetrin. N?se maksimumet qendrore jan? mjaft af?r, ato duken si nj?. N?se maksimumi i krijuar nga drita e nj? ylli p?rkon me minimumin e par? t? krijuar nga drita e nj? tjetri, at?her? ?sht? arritur rezolucioni maksimal. N?se fotografit? zhvendosen m? tej, at?her? rezolucioni midis dy yjeve do t? jet? m? i dalluesh?m. Kushti kufizues i rezolucionit quhet kriteri Rayleigh. P?r nj? lente t? caktuar, kriteri Rayleigh lejon llogaritjen e k?ndit minimal t? rezolucionit. N?se thjerr?za ka nj? diamet?r D dhe ?sht? plot?sisht e ndri?uar nga drita e gjat?sis? valore A, at?her? k?ndi minimal i rezolucionit ?sht?

thmin =1,22l /D (4.2)

NGA pik? praktike Pajisja m? e dobishme e bazuar n? difraksion ?sht? grila e difraksionit (Figura 7). N? k?t? rast, grila transmeton drit?n p?rmes nj? grupi t? ?arash me gjer?si secila, t? vendosura n? nj? distanc? s nga nj?ra-tjetra. Kjo distanc? quhet periudha e rrjet?s. Nj? analiz? e thjesht? p?r p?rplasjen e drit?s pingul me gril?n jep ekuacionin e gril?s s

sinth =ml (4.3)

p?rcaktimi i pozicionit t? maksimumit p?r drit?n me nj? gjat?si vale l. Nj? analiz? m? rigoroze, duke marr? parasysh numrin e ?arjeve N dhe gjer?sin? e ?arjeve, b?n t? mundur marrjen e shp?rndarjes k?ndore t? fuqis? optike I. (th), duke r?n? n? ekran. N? k?t? rast, shp?rndarja e normalizuar e fuqis? optike jepet nga

une( th )=sin2A1sin2NA2/A21sin2A2 (4.4)

ku A1 dhe A2 p?rkufizohen si

A1= pa sinth /l A2= ps sinth /l (4.5)

drita e incidentit

Figura - 7 Difraksioni me ?arje t? shumta

Vlera A1 paraqet efektin e difraksionit n? nj? ?arje, A2 - nd?rhyrje nga ?arje t? shumta. Nj? studim i ekuacionit (4.4) tregon se pozicioni i maksimumit t? rrjet?s kryesore lidhet me katrorin e numrit t? slotave. Rrjedhimisht, nj? rritje n? numrin e sloteve ?on n? nj? rritje t? maksimumit qendror t? rendit t? ndrysh?m dhe n? shtypjen e efekteve t? difraksionit dyt?sor nd?rmjet tyre.

S? fundi, dy karakteristika t? tjera t? grilave me interes jan? shp?rndarja k?ndore dhe rezolucioni. Dispersioni k?ndor mund t? llogaritet drejtp?rdrejt nga ekuacioni i rrjet?s baz? (4.3) duke marr? derivatin e t? dy an?ve, duke supozuar se s dhe m jan? konstante. Rezulton

dth /dl =m/s costh (4.6) Mund t? shihet se ndryshimi i k?ndit me ndryshimin e gjat?sis? s? val?s rritet me rritjen e rendit. K?rkohet nj? analiz? m? e sofistikuar p?r t? p?rcaktuar rezolucionin ose ndryshimin m? t? vog?l t? gjat?sis? valore ? l, t? cilat mund t? zbulohen n? nj? gjat?si vale t? caktuar l dhe rendit m gril? me N

5. Sensor?t e polarizimit multimod?

polarizimi i sensorit t? fibrave optike

5.1 P?rshkrimi fenomenologjik i polarizimit dhe vones?s

Nj? nga m? veti t? r?nd?sishme rrezja e drit?s ?sht? lloji i polarizimit t? saj. Llojet e lejuara t? polarizimit jan? lineare, eliptike ose rrethore. ?do rrezatim elektromagnetik mund t? p?rfaq?sohet si nj? grup p?rb?r?sish, secila prej t? cilave ka nj? gjendje t? caktuar t? polarizimit linear. Figura 8 tregon nj? "fotografi" t? nj? fushe elektrike me nj? nga p?rb?r?sit kryesor? t? val?s s? rrafsh?t t? nj? rreze drite. Drejtimi i polarizimit p?rcaktohet si drejtimi i fush?s elektrike t? lidhur me komponentin q? ?sht? pingul me drejtimin e p?rhapjes. Rezultati i mesatarizimit me kalimin e koh?s mund t? shfaqet nj? num?r i madh komponent?sh, fushat e t? cil?ve jan? t? mbivendosura mbi nj?ra-tjetr?n, p?rve? llojeve t? lejuara t? polarizimit, mund t? shfaqen edhe ato t? papolarizuara ose pjes?risht t? polarizuara.

Energjia e bartur nga nj? val? e rrafsh?t lidhet drejtp?rdrejt me katrorin e fush?s elektrike t? lidhur me val?n. Kjo mund t? tregohet duke llogaritur vektorin Umov-Poynting, i cili p?rcakton energjin? e bartur nga vala.

P?rhapja e val?s elektromagnetike Fusha elektrike

Drejtimi i p?rhapjes

Figura - 8 "Foto" e nj? vale elektromagnetike q? p?rhapet

Tani, p?r t? p?rcaktuar energjin? e val?s, mund t? p?rdoret vektori Umov-Poynting P = 1/2 ExH. N?se vektori E drejtohet p?rgjat? boshtit x dhe H drejtohet p?rgjat? boshtit y, Umov- Vektori poynting ?sht? i barabart? me

P = ^ExH = z(e/4m)1/2E20 (5.1)

meq?n?se p?r rastin e val?s s? rrafsh?t H=(e/4m)1/2E, ku e ?sht? konstanta dielektrike dhe m ?sht? konstanta magnetike e mediumit. P?r analiz?, ne konsiderojm? fusha t? tilla pseudoelektrike t? lidhura me rrezet e drit?s, vlera absolute e t? cilave n? katror ?sht? e barabart? me intensitetin e rrezes. K?to pseudofusha jan? t? barabarta me fushat reale deri n? nj? faktor proporcionaliteti

e=(e/4m)1/4E (5.2)

k?shtu q?

I = e.e*=(e/4m)1/2E20 (5.3)

ku I ?sht? energjia p?r nj?si t? sip?rfaqes s? rrezes s? drit?s.

P?r t? p?rshkruar gjendjet e ndryshme t? polarizimit t? mundshme p?r nj? rreze drite, merrni parasysh dy komponent? t? val?s s? rrafsh?t t? polarizuar n? m?nyr? lineare, secila prej t? cilave p?rhapet n? drejtimin z. Vektor?t e amplitud?s s? fushave t? tyre elektrike drejtohen p?rkat?sisht p?rgjat? boshteve x dhe y. Pseudofushat p?rkat?se mund t? paraqiten si

E1=xaxe-i(ot-kz+dx) (5.5)

ku dX dhe dY p?rfaq?sojn? faz?n p?rkat?se t? secil?s prej val?ve n? lidhje me nj? pik? referimi n? boshtin z. Ekuacionet (5.5) mund t? rishkruhen si

e1=xAxei(0), e2=yAyeid (5.6)

Ndryshimet komplekse hap?sinore dhe kohore t? fush?s jan? p?rfshir? tani n? Ax dhe Ay, dhe pika e referenc?s n? boshtin z ?sht? zhvendosur n? m?nyr? q? dx=0 dhe dy=d. Tani mund t? themi se sasia e1 mbetet me d n? lidhje me

Gjendjet e mundshme t? polarizimit tani mund t? nd?rtohen duke marr? parasysh shum?n e vektor?ve e1 dhe e2:

ETxAx+yAyeid (5.7)

N?se Аx = Аy = А dhe d = 0, at?her?

ET(d=0)=A(x+y) (5.8)

K?tu rrezja polarizohet n? drejtim p/4, kur v?zhguesi, p?rball? burimit optik, sheh rrezen. N?se d=p, at?her?

eT=(d=p)=A(x-y) (5.9)

ato. drita polarizohet n? drejtim -p/4.

N?se b?ni nj? "fotografi" t? fush?s elektrike (t = 0), mund t? shihni se fushat n? ekuacionet (5.8) dhe (5.9) ndryshojn? n? var?si t? pozicionit n? boshtin z, si nj? komponent i cos kz p?rfshir? n? A. N?se, nga ana tjet?r, zgjidhet nj? an?, nj? pik? e caktuar n? boshtin z, ndryshimet n? k?t? pik? do t? jen? proporcionale me cosot. T? dyja k?to raste paraqesin polarizim linear.

Tani merrni parasysh rastin d=2p/2, ose nj? vones? ?erek-vale. N? k?t? rast, shuma e vektor?ve em b?het e barabart? me

ET=a(x cos(ot-kz)-ysin(ot-kz)) (5.10)

N? t = 0, vektori i fush?s mbetet konstant n? madh?si, por rrotullohet rreth boshtit z nd?rsa pozicioni z ndryshon. N? m?nyr? t? ngjashme, n? z = 0, vektori q? rezulton rrotullohet rreth boshtit z me kalimin e koh?s. Ky lloj polarizimi quhet polarizim rrethor sepse fundi i vektorit t? fush?s p?rshkruan nj? rreth. Sasia e vones?s p/2 krijon nj? polarizim rrethor n? t? majt?; d.m.th., p?r nj? v?zhgues q? shikon drejtp?rdrejt burimin, vektori i fush?s rrotullohet n? t? majt?, n? drejtim t? kund?rt t? akrepave t? or?s. N? d=-p/2 vektori i fush?s rrotullohet n? drejtim t? akrepave t? or?s, i cili p?rcakton polarizimin e duhur rrethor.

P?r vlerat e d jo t? barabarta me mp/2, ku m ?sht? nj? num?r i plot?, fundi i vektorit t? fush?s elektrike p?rshkruan nj? elips?, dhe p?r k?t? arsye ky lloj polarizimi quhet polarizim eliptik. Mund t? jet? eliptik majtas ose djathtas, si n? rastin e polarizimit rrethor.

Shprehja e p?rgjith?suar p?r fush?n p?rmbledh?se me nj? vones? arbitrare p?rcaktohet si

eT=a(xe-i(ot-kz)-ye-i(ot-kz+d)) (5.11)

Megjithat?, ky ?sht? nj? rast shum? i rrall? p?r vektorin e fush?s s? matur. N? m?nyr? tipike, fuqia optike e bartur n? nj? polarizim t? caktuar matet. P?r t? llogaritur fuqin? optike q? rezulton si funksion i boshtit t? transmetimit t? polarizuesit (k?ndi th n? lidhje me boshtin x), duhet t? llogaritet katrori i produktit me pika t? vektorit nj?si n? drejtimin th dhe vektorit t? fush?s.

I=|(x costh+y sinth)eT|2 (5.12)

Duke kombinuar ekuacionet marrim

I=a2(1+ sin2th cosd) (5.13)

Grafik?t e energjis? optike t? rrezatimit t? transmetuar I, p?r orientime t? ndryshme t? boshtit t? transmetimit t? polarizuesit dhe vonesat, jan? paraqitur n? figur?n 9, me k?ndin e koordinatave polare q? korrespondon me v dhe rrezen polare q? korrespondon me I.

Figura -9 Intensiteti i drit?s kundrejt k?ndit p?r disa shtete t? ndryshme polarizimi

6. Sensor?t e fibrave optike t? bazuara n? interferometrin Sagnac dhe nj? rezonator unazor pasiv

Interferometrat Sagnac dhe rezonator?t e unazave pasive mund t? p?rdoren p?r t? p?rcaktuar nj? gam? t? gjer? parametrash mjedisor?. Xhiroskop?t me fibra optike t? nd?rtuara mbi k?to parime hapin nj? hap?sir? t? gjer? p?r t? gjitha pajisjet mat?se inerciale kompakte n? gjendje t? ngurt? n? aplikacionet e navigimit q? mund t? ?nd?rroheshin vet?m disa vite m? par?. P?rdorimi i sensor?ve t? till? shkon p?rtej matjes s? rrotullimit; avantazhet e tyre unike hapin perspektiv?n e p?rdorimit t? gjer? n? matjet akustike, fush? magnetike, temperatura, nxitimi dhe streset mekanike. K?to pajisje mund t? p?rdoren gjithashtu n? studimin e karakteristikave t? burimeve t? drit?s dhe fibrave optike.

.1 Shqyrtim i shkurt?r sensor? t? rrotullimit optik dhe efektit Sagnac

.2 Karakteristikat themelore t? sensorit t? rrotullimit

Tabela-3 P?rkufizimi i Karakteristikave

Karakteristikat e paragjykimit fiks Shpejt?sia e daljes s? koduesit rrotullues jo e barabart? me zero n? shpejt?sin? zero t? hyrjesOffset driftVariacioni i shpejt?sis? s? daljes s? koduesit me kalimin e koh?s p?r shkak t? efekteve t? tilla si ndryshimet n? temperatur?, fusha magnetike, plakja e komponent?ve dhe konsumimi Ndjeshm?ria (pragu) Shpejt?sia minimale e matshme e rrotullimit p?r nj? shkall? t? caktuar kohore integrimi faktor Lineariteti Mat pavar?sin? e sinjalit t? daljes nga drejtimi i rrotullimit Hysteresis Nj? mas? e shkall?s n? t? cil?n vlera K mbetet konstante p?r t? gjitha shpejt?sit? e rrotullimit t? konsideruara

Ndjeshm?ria, ose pragu, ?sht? nj? tjet?r komponent i paragjykimit. Ajo matet si shpejt?sia minimale e rrotullimit p?r nj? koh? t? caktuar integrimi. Vini re se sa m? e gjat? t? jet? koha e integrimit, aq m? e lart? ?sht? ndjeshm?ria. Nj? qasje kompromisi ?sht? e r?nd?sishme k?tu, pasi koha e lejueshme e integrimit varet shum? nga aplikacioni. P?r shembull, p?r nj? avion transporti q? b?n kthesa t? ngadalta, nj? gjer?si brezi prej 1 Hz ose nj? koh? integrimi prej 1 s mund t? jet? e pranueshme, nd?rsa n? nj? aplikacion tjet?r nj? platform? me oscilim t? shpejt? mund t? k?rkoj? nj? gjer?si brezi prej 100 Hz ose nj? koh? integrimi prej 0,01 s. R?nd?sia e gabimit t? faktorit t? shkall?s varet p?rs?ri nga aplikimi. N?se nj? aplikacion ka vet?m kthesa shum? t? ngadalta, k?rkesa e faktorit t? shkall?s mund t? jet? m? e leht? se nj? aplikacion me kthesa t? shpejta, duke qen? t? barabarta me gj?rat e tjera. N? m?nyr? tipike, k?to gabime rezultojn? n? linearitet dhe histerez? jo-ideale.

Faktor? t? tjer? mund t? jen? gjithashtu t? nj? r?nd?sie kritike p?r p?rdoruesit. K?to p?rfshijn? karakteristikat e zhurm?s spektrale. N? m?nyr? ideale, nj? kodues rrotullues duhet t? jet? pa zhurma n? ?do frekuenc? t? caktuar. Kjo ?sht? ve?an?risht e r?nd?sishme kur zhvillohen sisteme kontrolli. Shum? sensor? t? rrotullimit mekanik kan? nj? nivel t? lart? zhurme n? frekuencat karakteristike p?r shkak t? tyre l?vizje mekanike. Gama dinamike ?sht? diferenca midis shpejt?sive maksimale dhe minimale q? mund t? maten. Koha e ndezjes ?sht? kritike n? shum? fluturime, e cila mund t? p?rfundoj? p?rpara se sensori i rrotullimit t? ndizet. Ky problem shpesh lind p?r shkak t? xhiroskop?t mekanik? t? cilat k?rkojn? pak koh? p?r t'u "shp?rthyer". Vlerat e k?rkuara t? t? gjith? k?tyre parametrave p?rcaktohen nga p?rdoruesi i sistemit, i cili vendos se cilat vlera parametrash k?rkohen p?r aplikacione specifike. Tre karakteristika jan? kryesore - kostoja, madh?sia dhe jeta e sh?rbimit. T? tre p?rcaktojn? n?se nj? aplikim i ve?ant? ?sht? i realizuesh?m. Jeta e sh?rbimit shpesh p?rkufizohet si jet?gjat?sia kur pajisja thjesht ruhet dhe nuk funksionon, plus jet?gjat?sia e sh?rbimit.

T? gjith? sensor?t e rrotullimit optik t? zhvilluar aktualisht p?r sistemet e drejtimit dhe kontrollit bazohen n? efektin Sagnac, i cili p?rdoret p?r t? matur shpejt?sin? e rrotullimit. N?se unaza rrotullohet me nj? shpejt?si O drejtimi n? drejtim t? akrepave t? or?s dhe intervali kohor p?r kalimin e drit?s p?rgjat? unaz?s p?rcaktohet si ?t = L/c, ku L ?sht? perimetri i unaz?s dhe c ?sht? shpejt?sia e drit?s n? vakum, at?her? nj? rreze q? p?rhapet n? drejtim t? akrepave t? or?s p?rshkon nj? drit? rruga me gjat?si 2 pR + OR ?t, dhe nj? rreze q? p?rhapet n? drejtim t? kund?rt t? akrepave t? or?s p?rshkon shtegun 2p R- O R?t. Diferenca totale midis shtigjeve optike t? rrezeve t? drit?s q? p?rhapen drejt nj?ra-tjetr?s, p?r shkak t? rrotullimit, ?sht? e barabart? me 2O RL/c. P?r t? krijuar nj? sensor efikas t? rrotullimit optik bazuar n? efektin Sagnac, duhet kuptuar se p?r t? marr? sakt?si t? lart?, ?sht? e nevojshme jo vet?m t? matet me sakt?si diferenca e rrug?s s? drit?s p?r shkak t? rrotullimit, por n? t? nj?jt?n koh? t? sigurohet se rrotullimi ?sht? i vetmi paramet?r i jasht?m q? ndikon n? matjet. N? nd?rtimin e sensor?ve t? rrotullimit optik p?rdoren tre metoda kryesore: (1) zgavra optike, (2) interferometra me unaz? t? hapur dhe (3) interferometra me unaz? t? mbyllur. Paragraf?t e ardhsh?m p?rshkruajn? disa nga karakteristikat e k?tyre qasjeve.

Parimi themelor i funksionimit t? nj? rezonatori optik ?sht? se p?r t? arritur nj? gjendje funksionimi t? rezonanc?s, ?sht? e nevojshme q? nj? num?r i plot? i gjat?sive t? val?ve t? p?rshtatet n? gjat?sin? e qarkut optik. Kjo specifikon se n? drejtim t? akrepave t? or?s

Fccw?t=2 pR +OR ?t/ l (6.1)

dhe n? t? kund?rt t? akrepave t? or?s

Fccw?t=2 pR -OR ?t /l (6.2)

ku l ?sht? gjat?sia e val?s s? rrezes s? drit?s. Shtimi i (6.1) dhe (6.2) ?on n? relacionin

F=Fcw-Fccw=2R /lO (6.3)

Ky ekuacion ?sht? ekuacioni karakteristik i nj? xhiroskopi lazer unazor dhe nj? rezonatori unazor optik pasiv. Si rezultat i integrimit t? frekuenc?s, sinjali i daljes merret si numri i brezave p?r k?nd rrotullimi, i cili ?sht? tipik p?r nj? xhiroskop integrues.

P?r interferometrat e fibrave optike me lak t? hapur, diferenca e gjat?sis? s? rrug?s, e ndar? me gjat?sin? e val?s s? funksionimit, p?rcakton numrin e skajeve p?r shkak t? ndryshimit t? faz?s rrotulluese midis rrezeve kund?rp?rhap?se t? drit?s,

ZO = 2 RL /lcO (6.4)

Kjo qasje ?sht? e zbatueshme p?r nj? gam? t? gjer? aplikacionesh ku diapazoni i kufizuar dinamik dhe sakt?sia e faktorit t? shkall?s jan? t? mjaftueshme, t? tilla si drejtimi dhe gjurmimi, stabilizimi, robotika dhe nd?rtimi i busull?s xhiro. Gama e kufizuar dinamike ?sht? p?r shkak t? humbjes s? ndjeshm?ris? kur kalon n?p?r brez. Jan? zhvilluar disa metoda bazuar n? p?rpunimin e sinjalit dal?s t? xhiroskop?ve me fibra optike me lak t? hapur p?r t? p?rmir?suar diapazonin dinamik dhe karakteristikat e faktorit t? shkall?s.

Sensor?t e rrotullimit interferometrik t? fibrave optike mund t? dizajnohen me karakteristika t? performanc?s t? ngjashme me ato t? nj? xhiroskopi integrues duke p?rdorur teknik?n e zerosjes s? faz?s. N? k?t? rast, zhvendosja fazore e shkaktuar nga rrotullimi anulohet nga zhvendosja p?rkat?se e futur artificialisht e faz?s balancuese. Nj? m?nyr? p?r ta arritur k?t? ?sht? p?rdorimi i nj? nd?rrimi fazor t? shkaktuar nga frekuenca. N? k?t? rast, nj?ra prej rrezeve, p?r shembull, q? p?rhapet n? drejtim t? akrepave t? or?s, zhvendoset n? frekuenc? p?rpara se t? hyj? n? lakin e fibr?s, nd?rsa trau tjet?r zhvendoset n? frekuenc? pasi t? dal? nga laku i fibr?s. Zhvendosja e brezit q? rezulton p?r shkak t? ndryshimit t? frekuenc?s F ?sht?

ZF=FLn/c (6.5)

ku n ?sht? indeksi i thyerjes s? fibr?s. N?se zhvendosja e faz?s e drejtuar nga rrotullimi ?sht? vendosur n? zhvendosjen e faz?s t? drejtuar nga frekuenca, at?her? dalja e pajisjes ?sht?

Z=2R/lnO (6.6)

7. Aplikimi i sensor?ve t? fibrave optike

Nga pik?pamja e aplikimeve industriale, p?rdorimi i sensor?ve t? fibrave optike ?sht? t?rheq?s sepse ata kan? ndjeshm?ri t? shk?lqyer dhe gam? t? gjer? dinamike, jan? kompakte dhe lejojn? paketim t? dendur dhe n? t? ardhmen kan? kosto t? ul?t dhe besueshm?ri t? lart?. Fillimisht, k?ta sensor? u p?rdor?n n? mjedise agresive ku temperaturat e larta, substancat g?rryese, nivelet e larta t? nd?rhyrjeve elektromagnetike ose k?rc?nimi i shp?rthimit, sensor?t tradicional? dhe element?t ndijues nuk mund t? funksionojn? si? duhet. Aplikimet p?r matjet e temperatur?s s? lart? jan? shembull i mir? ku sensor?t e bazuar n? fibra xhami zjarrduruese kan? p?rpar?si ndaj mat?sve elektronik? t? tendosjes ose sensor?ve kapacitiv ku lidhjet me tela mund t? mos i rezistojn? temperaturave t? larta. Shembulli i dyt? ?sht? aft?sia p?r t? vendosur kabllo t? gjata midis sensor?ve dhe nj?sive t? p?rpunimit elektronik. Kabllot me fib?r optike jan? b?r? t? krahasueshme p?r nga ?mimi me kabllot koaksiale dhe madje edhe me tela t? dyfisht? kur vendosen linja mij?ra k?mb? t? gjata. P?r shkak se fibra optike ?sht? nj? medium dielektrik, ajo nuk rrezaton dhe nuk ndikohet (t? pakt?n n? nj? p?rafrim t? par?) nga nd?rhyrja elektromagnetike (EMI). Sa m? i mpreht? t? jet? problemi i zhurm?s, aq m? t?rheq?se b?hen fijet. Fijet nuk k?rkojn? ndonj? mbrojtje ose tok?zim t? ve?ant? dhe mund t? funksionojn? n? af?rsi t? tyre linjat e tensionit t? lart?. Modulet elektronike t? nevojshme p?r modulimin/demodulimin e sinjaleve optike nuk k?rkojn? filtra t? ve?ant? n? nj? mjedis me nj? nivel t? lart? t? interferenc?s elektromagnetike.

7.1 Matja e temperatur?s

Shum? metoda t? bazuara n? fibrat optike jan? zhvilluar p?r matjen e temperatur?s n? mjediset industriale dhe disa sensor? jan? t? disponuesh?m n? treg. P?rfaq?suesit nga Westinghouse demonstruan matje t? shp?rndara t? temperatur?s n? reaktor?t b?rthamor? dhe mat?n temperatur?n e gazit t? shkarkimit t? motorit duke analizuar spektrin e emetimit t? nj? trupi t? zi t? emetuar nga nj? fib?r optike e vendosur n? nj? pik? t? nxeht?. Vini re se me rritjen e temperatur?s, rrezatimi n? nj? gjat?si vale t? caktuar gjithashtu rritet. Kjo metod? zbatohet nga Accuiber Inc. bazuar n? pun?n e Dils (Dils), dhe sensor?t jan? t? disponuesh?m n? treg p?r matjen e temperatur?s s? gazit t? shkarkimit t? motor?ve reaktiv deri n? 1900 ° C. Matjet e temperatur?s me sakt?si t? lart? deri n? 300 °C mund t? kryhen gjithashtu n? reaktor?t operativ.

Figura -10 Skema e sensorit t? trupit t? zi t? Accufiber Sapphire dhe analizatorit optik

Sensori i Accuiber p?rfshin nj? shuf?r t? holl? safiri (shih Figur?n 10). Fundi mat?s i shufr?s ?sht? i mbuluar me metal zjarrdurues.

Fundi tjet?r i shufr?s ?sht? i lidhur me nj? fib?r optike me temperatur? t? ul?t jasht? zon?s s? matjes s? temperatur?s s? lart?. Energjia rrezatuese nga nj? shtres? metalike e nxeht? p?rcillet p?rmes nj? shufre safiri dhe nj? fije optike me temperatur? t? ul?t n? nj? nj?si analize dhe ekrani. Maja e veshur me metal t? fibr?s ?sht? nj? trup i zi, spektri i emetimit t? t? cilit varet nga temperatura n? p?rputhje me ligjin e rrezatimit t? Planck.

Analiza e nj? brezi t? ngusht? t? spektrit t? rrezatimit q? del nga nj? fib?r me temperatur? t? ul?t kryhet duke p?rdorur nj? filt?r t? nd?rhyrjes optike dhe nj? fotodetektor q? konverton energjin? e rrezatimit n? energji elektrike.

Matjet e temperatur?s n? distanc? n? temperatura n?n 400 °C mund t? kryhen duke p?rdorur metoda selektive spektrale t? p?rdorura nga disa kompani n? pajisjet e disponueshme komerciale. Metoda t? tilla nuk jan? t? ndjeshme ndaj ndryshimeve n? rrezatimin e trupit t? zi, por zbulojn? ndryshimet e shkaktuara nga temperatura n? spektrat e fluoreshenc?s ose t? absorbimit t? disa substancave t? ve?anta.

N? sistemin aktual Luxtron, nj? fosfor i ndezur vendoset n? maj?n e nj? fibre optike n? zon?n e matjes (shih Figur?n 11). Impulset e ngacmimit optik b?jn? q? fosfori t? shk?lqej? dhe koha q? duhet q? shk?lqimi t? shuhet varet nga temperatura. Matet koha t gjat? s? cil?s sinjali lumineshent S\ bie me nj? faktor e n? krahasim me vler?n e tij fillestare. Temperatura merret nga nj? kurb? kalibrimi e koh?s s? zb?rthimit t kundrejt temperatur?s. Sistemi tjet?r i matjes s? temperatur?s me gjat?si vale t? dyfisht? i MetriCor gjurmon zhvendosjen e skajit t? nj? brezi absorbues n? nj? material gjysm?p?r?ues n? funksion t? temperatur?s.

Figura - 11 Skema e maj?s s? fibr?s s? veshur me fosfor t? Luxtron si sensor i temperatur?s me fibra optike

.2 Matja e presionit

Disa sensor? t? fibrave optike t? bazuara n? intensitet jan? zhvilluar p?r matjen e presionit n? mjediset industriale. Sensor? t? till? mund t? p?rdoren p?r t? monitoruar presionin n? kaldaja, reaktor? kimik?, motor? dhe n? trupin e njeriut. Heise prodhon nj? element ndijues presioni me precizion t? lart? n? t? cilin nj? membran? ?sht? e lidhur me nj? gril? difraksioni transmetues t? vendosur midis fibrave transmetuese dhe marr?se. Konvertuesit Litton dhe Metricor ofrojn? korrigjim t? humbjeve me dy gjat?si vale dhe me shum? gjat?si vale n? lidh?sit e fibrave dhe vet? fibrat.

Sensor?t e presionit t? fibrave optike po zhvillohen intensivisht. N? ve?anti, sensor? t? projektuar p?r aplikime akustike po zhvillohen n?n programin e sistemeve t? sensor?ve optik? t? fibrave t? Marin?s s? SHBA. P?r t? matur variablat e luhatjeve t? presionit, p?rdoren t? dy sensor? me nj? element t? ndjesh?m t? jasht?m dhe sensor? "fib?r t? past?r", sensor? t? intensitetit dhe sensor? t? llojit interferometrik.

P?r t? matur presionin statik, mund t? matet sasia e intensitetit t? rrezatimit t? reflektuar nga nj? membran? e holl? q? ulet n?n presionin e aplikuar. Kurba e kalibrimit t? nj? transduktori t? till? presioni ?sht? paraqitur n? Figur?n 12. Nj? transduktor i till?, i zhvilluar nga ORTESN, p?rfshin nj? element sensor reflektues me fib?r optike.

N?se aplikohet nj? tuf? e ndar? si? tregohet n? pjes?n e brendshme n? Figur?n 12, at?her? gjysma e fibrave mund t? p?rdoret p?r t? transmetuar rrezatimin n? fib?r dhe gjysma tjet?r e fibrave mund t? p?rdoret p?r t? transmetuar rrezatimin n? fotodetektor. Drita q? del nga fibrat hyr?se formon nj? s?r? pikash, diametri i t? cilave rritet me rritjen e distanc?s nga fundi i paket?s n? proporcion me hapjen numerike t? fibr?s. Sasia e rrezatimit q? hyn n? fibrat e daljes pas reflektimit nga membrana varet nga presioni i aplikuar, pasi distanca nga membrana deri n? fund t? tuf?s ndryshon n? var?si t? presionit.

Sensor?t e fibrave optike jan? zhvilluar p?r t? matur presionin statik n? temperatura t? larta. Ato mund t? p?rdoren p?r t? matur presionin n? shtigjet e gazit n? motor?t e avion?ve me t? lart? karakteristikat operacionale dhe p?r t? monitoruar presionin e procesit n? impiantet e l?ng?zimit t? qymyrit.

0 20 40 60 80 100

Figura -12 Kurba e kalibrimit p?r marr?dh?nien midis presionit t? matur dhe t? aplikuar p?r transduktorin e presionit t? paraqitur n? pjes?n e brendshme, e cila p?rfshin fib?r optike element sensor reflektor

Membranat metalike t? p?rdorura n? sensor?t e presionit konvencional fillojn? t? deformohen n? temperatura t? larta dhe mat?sat e tendosjes ose mat?sat e tendosjes kapacitative pushojn? s? funksionuari. P?rve? k?saj, llumi i p?rdorur n? procesin e l?ng?zimit t? qymyrit ?sht? jasht?zakonisht kaustik. Lidhja Inconel me q?ndrueshm?ri t? lart? p?rdoret si materiali i diafragm?s p?r t? shmangur problemet e deformimit dhe korrozionit; dhe nj? sensor fib?r optike mikrolakuese p?rdoret p?r t? matur devijimin e membran?s n?n presionin e aplikuar. ?sht? demonstruar se ky sensor ?sht? i aft? t? mat? presionin n? temperatura deri n? 425 °C, nd?rsa tregon nj? p?rs?ritshm?ri q? nuk kalon 1% t? sakt?sis? s? matjes.

7.3 Matja e nivelit t? l?ngut

Shum? qasje jan? demonstruar p?r matjen e nivelit t? l?ngjeve duke p?rdorur sensor? t? fibrave optike. Nj? qasje p?rdor fibra p?r t? transmetuar drit?n n? nj? priz?m. Me nj? k?nd t? zgjedhur si? duhet t? prizmit, reflektimi total i brendsh?m i drit?s ndodh kur prizmi ?sht? n? aj?r. N?se nj? priz?m zhytet n? nj? l?ng, drita thyhet n? l?ng. K?shtu, kjo pajisje vepron si nj? ?el?s drite n? var?si t? nivelit t? l?ngut. Sensor? t? ngjash?m jan? t? disponuesh?m n? treg nga EoTec dhe Tedeco. Me prizmat e projektuar posa??risht, kjo qasje siguron nj? nivel t? lart? t? raportit sinjal-zhurm? gjat? funksionimit ndezur-off dhe pandjeshm?ri ndaj grumbullimit t? depozitave n? an?t e jashtme t? prizmit. Niveli i l?ngut matet gjithashtu me metoda t? vazhdueshme p?rmes matjeve t? zhvendosjes ose zhvendosjes. Sensor?t e nivelit t? l?ngjeve p?rdoren n? rezervuar?t e karburantit dhe p?r t? zbuluar rrjedhjet n? rezervuar?t e magazinimit petrokimike. Kjo p?rdor qasje n? t? cilat maska e kodit midis dy grupeve fikse t? fibrave zhvendoset kur ndryshon niveli, ose nj?ra prej fibrave l?viz kur niveli ndryshon n? raport me tjetrin ose disa fibra fikse.

konkluzioni

Rezultatet kryesore t? pun?s s? k?tij kursi:

?sht? b?r? nj? koleksion i literatur?s mbi teknologjit? e sensor?ve t? fibrave optike.

P?rshkruhen dizajnet dhe parimet e funksionimit t? sensor?ve me fibra optike dhe element?t strukturor? t? tyre.

Klasifikimi i sensor?ve t? fibrave optike kryhet.

Lista e burimeve t? p?rdorura

1. Sensor?t e fibrave optike / ed. E. Udda. - Teknosfer?, 2008. - Vitet 520.

Okosi T. Sensor? me fib?r optike / T. Okosi per. nga japoneze. - Leningrad: Energoatomizdat, 1990. - 256s.

Busurin V. I. Sensor? me fib?r optike: themelet fizike, pyetjet e llogaritjes dhe aplikimit / VI Busurin Yu. R. Nosov. - Leningrad: Energoatomizdat, 1990. - 256s.

Kolomiets LN Sensor? me fib?r optike n? sistemet e matjes s? informacionit / LN Kolomiets // Sensor? dhe sisteme. -2006. - Nr 1. - F.8-14.

Sensor?t e fibrave optike dhe sistemet e matjes s? informacionit / V. B. Garmash, F. A. Egorov, L. N. Kolomiets, A. P. Neugodnikov, V. I. Pospelov // Sb. raportet e MNTK Sensor?t dhe sistemet 2005. - Penza. - 6-10 qershor. - 2005. - S.19-39.

Sensor?t optik? jan? pajisje q? jan? krijuar p?r t? kontrolluar distanc?n dhe pozicionin, p?r t? p?rcaktuar shenjat e ngjyrave dhe kontrastit, si dhe p?r t? zgjidhur probleme t? tjera teknologjike. Pajisjet p?rdoren kryesisht n? pajisjet industriale.

Sipas metod?s s? funksionimit, sensor?t optik? ndahen n? tre lloje.

Pajisjet q? reflektojn? nga nj? objekt jan? t? afta t? l?shojn? dhe marrin drit? q? largohet nga nj? objekt q? ndodhet n? zon?n e tyre t? veprimit. Nj?far? reflektohet nga objektivi dhe, kur godet sensorin, vendos nivelin e duhur logjik. Madh?sia e zon?s s? p?rgjigjes varet kryesisht nga lloji i pajisjes, madh?sia, ngjyra, lakimi dhe parametrat e tjer? t? objektit. N? dizajnin e tij, marr?si dhe emetuesi jan? t? pranish?m n? t? nj?jtin strehim.

Sensor?t optik? q? reflektojn? nga nj? retroreflektor marrin dhe l?shojn? drit? q? vjen nga nj? reflektor i ve?ant? dhe kur rrezja nd?rpritet nga nj? objekt, nj? sinjal p?rkat?s shfaqet n? dalje. Shtrirja e nj? pajisjeje t? till? varet nga gjendja e mjedisit q? rrethon sensorin dhe objektin (mjegulla, tymi, pluhuri, etj.). AT k?t? instrument Emituesi dhe marr?si jan? gjithashtu t? vendosura n? t? nj?jtin strehim.

Lloji i tret? p?rfshin sensor? optik?, t? cil?t kan? nj? marr?s t? ve?ant? dhe nj? burim drite. K?ta element? jan? instaluar p?rball? nj?ri-tjetrit p?rgjat? t? nj?jtit bosht. Nj? objekt q? hyn n? rajon shkakton nd?rprerjen e tij dhe niveli logjik ndryshon n? p?rputhje me rrethanat n? dalje.

Elementet e drit?s s? pajisjeve mund t? funksionojn? n? t? ndryshme, t? cilat p?rfshijn? drit? infra t? kuqe ose t? dukshme (lazer), si dhe tregues t? tjer? t? shenjave t? ngjyrave.

N? dizajnin e tij, nj? sensor optik p?rb?het nga nj? emetues q? gjeneron drit? n? intervale t? ndryshme, si dhe nj? marr?s q? dallon sinjalin e emetuar nga elementi i par?. T? dy komponent?t e pajisjes jan? t? vendosura n? nj? dhe n? raste t? ndryshme.

Funksionimi i pajisjeve bazohet n? ndryshimin e rrezatimit optik kur nj? objekt i err?t shfaqet n? zon?n e mbulimit. Kur pajisja ndizet, nj? rreze optike l?shohet, merret p?rmes nj? reflektori ose reflektohet nga nj? objekt.

Pastaj, n? daljen e sensorit, shfaqet nj? logjik? dixhitale ose me nj? logjik? t? ndryshme, e cila m? pas p?rdoret nga nj? aktivizues ose nj? qark regjistrimi.

Sensor?t e fibrave optike kan? nj? zon? ndjeshm?rie t? ndryshme, e cila varion nga disa centimetra n? qindra metra.

?sht? m? i p?rshtatsh?m p?r t? p?rdorur pajisje difuze q? shkaktojn? n? m?nyr? t? pavarur objektin. N? pjes?n m? t? madhe, sensor?t optik? ju lejojn? t? ndryshoni cil?simet p?r ndjeshm?rin? dhe indeksimin e gjendjes s? daljes, prodhohen gjithashtu modele t? vet?-akordimit.

Ka shum? prodhues t? pajisjeve n? treg. P?r shembull, pajisjet e prodhuara nga AUTONICS jan? ve?an?risht t? njohura. Ato dallohen nga shum?llojshm?ria e madhe, ?mimi i ul?t dhe besueshm?ria e lart?.

P?rdorimi i sensor?ve t? fibrave optike ?sht? ekonomikisht i realizuesh?m n? objekte t? m?dha ku nje numer i madh i kontrollues p?r monitorim t? vazhduesh?m t? pajisjeve kryesore. P?r funksionimin n? kushte t? v?shtira, prodhohen modele speciale q? jan? rezistente ndaj temperaturave t? larta, mjediseve agresive dhe t? afta p?r t? kryer funksionet e tyre n? vakum. N? var?si t? parimit t? funksionimit t? pajisjes, dallohen sensor?t e pik?s dhe t? shp?rndar?.

Pika

Elementi kryesor k?tu jan? grilat Bregg - pasqyra selektive. Rrezatimi q? hyn n? sensorin e fibrave optike nga nj? burim me brez t? gjer? reflektohet n? form?n e nj? brezi t? ngusht? spektral. Pjesa tjet?r e drit?s l?viz p?rgjat? fibr?s. Kjo teknologji b?n t? mundur vendosjen e kontrollor?ve t? shumt? p?rgjat? gjith? gjat?sis? s? linj?s, duke marr? lexime absolute pa kalibrim shtes?. Ky ?sht? opsioni m? i besuesh?m i monitorimit i disponuesh?m sot.

Duke p?rdorur sensor? pikash mund t? matet:

• temperatura;
• dridhjet;
• presioni;
• deformime;
• qoshe etj.

Shp?rndar?

Dizajni i nj? sensori t? shp?rndar? t? fibrave optike t? krijuar p?r kontrollin e temperatur?s p?rfshin disa element? baz?. Kjo ?sht? fibra optike dhe hetuesi. Nj? sistem i ngjash?m p?rdoret n? rastet kur monitorimi k?rkohet p?r linjat n? distanca t? gjata. Si funksionon: Pyet?si gjeneron nj? impuls lazer q? shp?rndahet prapa n? fibr?n optike. Analiza e k?tij spektri ndihmon p?r t? gjetur temperatur?n n? ?do pik? ky?e t? fibr?s.

P?r t? mbrojtur objektet e m?dha dhe p?r t? matur deformimet, mund t? blini sensor? akustik?. Ata punojn? n? nj? parim t? ngjash?m. Dallimi ?sht? se analizuesi nuk mat spektrin, por l?kundjet e rrezatimit t? shp?rndar? prapa. Fal? k?tyre t? dh?nave, ?sht? e mundur t? p?rcaktohet burimi i val?s s? z?rit dhe t? merren masa n? koh? n?se ndodhin nd?rhyrje t? paautorizuara.

Ne ofrojme

Prania e sensor?ve me fib?r optike ju lejon t? kontrolloni plot?sisht statusin e karakteristikave t? r?nd?sishme. K?to pajisje jan? rezistente ndaj nd?rhyrjeve elektrike dhe magnetike. Ato jan? jo modeste n? mir?mbajtje, t? besueshme, t? q?ndrueshme, konsumojn? ekonomikisht energji elektrike, mund t? operohen n? ngrica dhe nxeht?si ekstreme.

N? dyqanin ton? mund t? blini produkte nga Omron dhe prodhues t? tjer? t? njohur t? pajisjeve t? tilla. Menaxher?t tan? do t'ju k?shillojn? p?r t? gjitha ??shtje teknike. Ekzistojn? opsione n? rast se sensor?t jan? planifikuar t? p?rdoren n? kushte ekstreme. Ne ofrojm? klient?ve tan? vet?m produkte t? certifikuara me ?mime t? p?rballueshme. N?se ?sht? e nevojshme, mund t? porositni sh?rbimet e instaluesve.

Sensor?t e fibrave optike ju lejojn? t? matni shum? karakteristika t? objekteve laboratorike dhe industriale, ve?an?risht temperatur?n. P?rkund?r faktit se p?rdorimi i tyre ?sht? mjaft i mundimsh?m, ai ofron nj? s?r? avantazhesh, p?rdorimi i sensor?ve t? till? n? praktik?: jo-induktiviteti (dmth. i pandikuar nga induksioni elektromagnetik); dimensionet e vogla t? sensor?ve, elasticiteti, forca mekanike, rezistenca e lart? ndaj korrozionit, etj.

I ashtuquajturi efekt Raman ?sht? ve?an?risht i p?rshtatsh?m p?r matjen e temperatur?s duke p?rdorur fibra optike t? b?ra prej xhami kuarci. Drita n? nj? fib?r qelqi shp?rndahet nga luhatje mikroskopike t? vogla n? densitet, madh?sia e s? cil?s ?sht? m? e vog?l se gjat?sia e val?s. N? shp?rndarjen e pasme, mund t? gjejm?, s? bashku me fraksionin elastik t? shp?rndarjes (shp?rndarja e rrezatuar) n? t? nj?jt?n gjat?si vale, si drita e transmetuar dhe komponent? shtes? n? gjat?si vale t? tjera, t? cilat jan? t? lidhura me dridhjen e molekulave dhe rrjedhimisht me temperatur?n lokale (shp?rndarja Raman).

Sensor?t e fibrave optike

Sensor?t e fibrave optike (t? referuara gjithashtu shpesh si sensor? t? fibrave optike) jan? pajisje me fibra optike p?r zbulimin e sasive t? caktuara, zakonisht temperatur?n ose stresin mekanik, por ndonj?her? edhe zhvendosjen, dridhjet, presionin, nxitimin, rrotullimin (t? matur duke p?rdorur xhiroskop? optik? bazuar n? efektin Sagnac ), dhe p?rqendrimet kimike. Parimi i p?rgjithsh?m pajisje t? tilla n? at? drit? nga nj? lazer (m? shpesh nj? lazer me fib?r me nj? modalitet) ose nj? burim optik superlumineshent transmetohet p?rmes nj? fije optike, duke p?rjetuar nj? ndryshim t? leht? n? parametrat e tij n? fib?r ose n? nj? ose m? shum? grila Bragg, dhe m? pas arrin nj? qark zbulimi q? vler?son k?to ndryshime.

Krahasuar me llojet e tjera t? sensor?ve, sensor? t? fibrave optike kan? p?rpar?sit? e m?poshtme:

• · Ato p?rb?hen nga materiale elektrike jop?r?uese (nuk k?rkojn? kabllo elektrike), gj? q? lejon p?rdorimin e tyre, p?r shembull, n? vende me tension t? lart?.
• · Ato mund t? p?rdoren n? m?nyr? t? sigurt? n? mjedise shp?rthyese sepse nuk ka rrezik p?r nj? shk?ndij? elektrike, edhe n? rast prishjeje.
• · Nuk ndikohen nga interferenca elektromagnetike (EMI), edhe n? af?rsi t? nj? goditjeje rrufeje, dhe nuk elektrizojn? vet? pajisjet e tjera.
• Materialet e tyre mund t? jen? kimikisht inerte, pra t? mos ndotin mjedisi dhe nuk i n?nshtrohen korrozionit.
• · Ata kan? nj? gam? shum? t? gjer? t? temperatur?s s? funksionimit (shum? m? shum? se pajisjet elektronike).
• · Kan? mund?sin? e multipleksimit; sensor? t? shumt? n? nj? lidhje t? vetme fib?r mund t? integrohen me nj? burim optik (shih m? posht?).

Sensor? t? bazuar n? grilat Bragg

Sensor?t e fibrave optike shpesh bazohen n? rrjetat e fibrave Bragg. Parimi themelor i shum? sensor?ve t? fibrave optike ?sht? se gjat?sia e val?s Bragg (d.m.th. gjat?sia e val?s s? reflektimit maksimal) n? nj? gril? varet jo vet?m nga periudha e gril?s Bragg, por edhe nga temperatura dhe stresi mekanik. P?r fibrat kuarci, ndryshimi n? gjat?sin? e val?s Bragg p?r nj?si sforcimi ?sht? rreth 20% m? pak se shtrirja, pasi ka nj? efekt sforcimi n? uljen e indeksit t? thyerjes. Efektet e temperatur?s jan? af?r atyre q? priten vet?m p?r zgjerim termik. Efektet e temperatur?s dhe deformimit mund t? ndryshojn? kur p?rdoren mjete t? ndryshme teknike (p?r shembull, kur p?rdorni nj? gril? referuese q? nuk i n?nshtrohet deformimit, ose kur p?rdorni lloje t? ndryshme grila fibrash) n? m?nyr? q? t? dyja vlerat t? regjistrohen nj?koh?sisht. P?r t? regjistruar vet?m deformimin, rezolucioni arrin disa µe (dmth. ndryshim relativ n? rendin e gjat?sis?) nd?rsa sakt?sia ?sht? e t? nj?jtit rend t? vog?l. P?r matjet dinamike (p.sh. dukurit? akustike), arrihet nj? ndjeshm?ri m? e madhe se 1 meu p?r gjer?si brezi 1 Hz.

Ndjeshm?ri e shp?rndar?

Sensor?t e tjer? t? fibrave optike nuk p?rdorin grilat e fibrave Bragg si sensor?, duke p?rdorur vet? fibr?n si sensor?. Parimi i tingullit n? to bazohet n? efektin e shp?rndarjes Rayleigh, shp?rndarjes Raman ose shp?rndarjes Brillouin. P?r shembull, metoda e reflektometris? s? domenit optik t? koh?s, ku pozicioni i nj? zone me nj? reflektim t? dob?t mund t? p?rcaktohet duke p?rdorur nj? sinjal pulsues probues. Kjo metod? p?rdoret gjithashtu p?r t? p?rcaktuar sasi t? tjera, t? tilla si temperatura ose tensioni, n? var?si t? zhvendosjes s? frekuenc?s Brillouin.

N? disa raste, vlera e matur ?sht? vlera mesatare p?r t? gjith? gjat?sin? e fibr?s. Kjo metod? ?sht? tipike p?r disa sensor? t? temperatur?s, si dhe p?r interferometrat e bazuar n? efektin Sagnac t? p?rdorur si xhiroskop?. N? raste t? tjera, maten sasit? e varura nga pozicioni (p.sh. temperatura ose voltazhi). Kjo quhet ndjeshm?ri e shp?rndar?.

Ndjeshm?ri kuazi-shp?rndar?

Disa fibra mund t? p?rmbajn? nj? s?r? grupesh sensor?sh (shih m? lart) p?r t? monitoruar temperatur?n dhe shp?rndarjen e tendosjes n? t? gjith? fibr?n. Kjo quhet ndjeshm?ri kuazi e shp?rndar?. Ekzistojn? zgjidhje t? ndryshme teknike p?r adresimin e vet?m nj? gril? (dhe k?shtu p?rcaktimin e sakt? t? pozicionit p?rgjat? fibr?s)

N? nj? teknik?, t? quajtur multipleksimi i ndarjes me gjat?si t? plot? t? val?s (WDM) ose reflektometria e domenit t? frekuenc?s optike (OFDR), grilat kan? nj? gjat?si vale paksa t? ndryshme Bragg. Gjat?sia e val?s s? lazerit t? sintonizuesh?m n? nj?sin? e integrimit mund t? akordohet n? nj? gjat?si vale q? i p?rket nj? lloji t? caktuar gril?, dhe gjat?sia e val?s s? reflektimit maksimal tregon ndikimin e deformimit ose, p?r shembull, temperatur?n. P?rve? k?saj, burimet e drit?s me brez t? gjer? (p.sh., burimet superlumineshente) mund t? p?rdoren s? bashku me nj? fotodetektor skanues me gjat?si vale (p.sh., bazuar n? nj? rezonator fib?r Fabry-Perot) ose bazuar n? nj? spektromet?r CCD. Gjithsesi, shuma maksimale grilat, si rregull, nuk i kalon 10-50, e cila ?sht? e kufizuar nga diapazoni i vendosjes gjer?sia e brezit burimi i drit?s dhe ndryshimi i k?rkuar i gjat?sis? valore n? grilat e fibrave.

Nj? metod? tjet?r, e quajtur multipleksimi i ndarjes s? koh?s (TDM), p?rdor grila identike, me reflektim t? ul?t, n? t? cilat d?rgohen pulse t? shkurtra drite. Reflektimi nga grila t? ndryshme regjistrohet me an? t? koh?s s? mb?rritjes s? tyre. Ndarja e ndarjes s? koh?s (TDM) p?rdoret shpesh n? lidhje me ndarjen e ndarjes s? gjat?sis? s? val?s (WDM) p?r t? shum?zuar numrin e kanaleve t? ndryshme me qindra apo edhe mij?ra her?.

Qasje t? tjera

P?rve? qasjeve t? p?rshkruara m? sip?r, ka shum? metoda alternative. Ja disa prej tyre:

• · Rrjetat e fibrave Bragg mund t? p?rdoren n? fibrat optike me nd?rhyrje, ku ato p?rdoren vet?m si reflektor? dhe matin zhvendosjen e faz?s n? var?si t? distanc?s midis tyre.
• · Ka sensor? lazer Bragg, ku sensori i grilave ndodhet n? pasqyr?n e fundit t? zgavr?s s? fibr?s optike lazer, bazuar n? fibr?n e dopuar me erbium, e cila percepton drit?n e pomp?s n? nj? gjat?si vale prej 980 nm p?rmes fibr?s. Gjat?sia e val?s Bragg, e cila varet, p?r shembull, nga temperatura ose stresi mekanik, p?rcakton gjat?sin? e val?s s? gjenerimit. Kjo qasje, e cila ka shum? mund?si p?r zhvillim t? m?tejsh?m, premton t? sjell? rezultate t? larta p?r shkak t? gjer?sis? s? brezit t? ngusht? t? rajonit spektral, i cili ?sht? karakteristik p?r nj? lazer me fibra, dhe ndjeshm?ris? s? lart?.
• · N? disa raste, ?iftet e grilave Bragg p?rdoren si fibra p?r interferometrat Fabry-Perot, t? cil?t mund t? reagojn? ve?an?risht me ndjeshm?ri ndaj ndikimeve t? jashtme. Interferometri Fabry-Perot mund t? b?het edhe n? nj? m?nyr? tjet?r, p?r shembull, duke p?rdorur nj? hendek t? ndryshuesh?m ajri n? fib?r.
• · Rrjetat me periudh? t? gjat? jan? me interes t? ve?ant? p?r t? ndjer? parametra t? shumt? n? t? nj?jt?n koh? (p.sh. temperatur?n dhe stresin) ose n? m?nyr? alternative p?r zbulimin alternativ t? sforcimit me ndjeshm?ri shum? t? ul?t ndaj ndryshimeve t? temperatur?s.

Zonat e p?rdorimit

Edhe pas disa vitesh zhvillimi, sensor?t e fibrave optike ende nuk g?zojn? sukses t? madh tregtar, pasi ?sht? e v?shtir? t? z?vend?sohen teknologjit? aktuale, edhe n?se ato kan? kufizime t? caktuara. Edhe pse n? disa aplikacione, sensor?t e fibrave optike po fitojn? njohje si nj? teknologji me potencial t? madh p?r mund?si interesante. Kjo ?sht?, p?r shembull, pun? n? kushte t? v?shtira, t? tilla si sondimi n? pajisje me tension t? lart? ose n? furrat me mikroval?. Sensor?t e rrjet?s Bragg mund t? p?rdoren gjithashtu, p?r shembull, p?r t? monitoruar kushtet brenda krah?ve t? avion?ve, turbinave me er?, urave, digave t? m?dha, puseve t? naft?s dhe tubacioneve. Nd?rtesat me sensor? t? integruar t? fibrave optike quhen ndonj?her? "struktura inteligjente", sensor?t n? to monitorojn? deformimin brenda pjes?ve t? ndryshme t? struktur?s dhe marrin t? dh?na p?r k?to ndryshime, si konsumimi, dridhja, etj. Modelet inteligjente jan? forca kryesore l?viz?se p?r zhvillimin e sensor?ve t? fibrave optike.

Sipas enciklopedis? s? internetit www.rp-photonics.com