RU180903U1 - FIBER OPTICAL THERMOMETER - Google Patents
FIBER OPTICAL THERMOMETER Download PDFInfo
- Publication number
- RU180903U1 RU180903U1 RU2017137997U RU2017137997U RU180903U1 RU 180903 U1 RU180903 U1 RU 180903U1 RU 2017137997 U RU2017137997 U RU 2017137997U RU 2017137997 U RU2017137997 U RU 2017137997U RU 180903 U1 RU180903 U1 RU 180903U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- fiber
- output
- input
- photodetector
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 116
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 8
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 8
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Полезная модель относится относится к области измерения температуры в зонах с сильными электромагнитными помехами, в зонах повышенной взрыво-пожароопасности, при измерениях под высоким напряжением. Устройство содержит оптический ответвитель, циркулятор, оптический фильтр, N-1 последовательно соединенных посредством волоконных световодов оптических разветвителей, N-1 оптических датчиков, N последовательно соединенных посредством волоконных световодов оптических объединителей, источник лазерного излучения выполнен широкополосным, а каждый оптический датчик выполнен на основе волоконной решетки Брэгга с двумя фазовыми π-сдвигами, симметрично расположенными относительной ее центральной длины волны. Технический результат заключается в упрощении схемы волоконно-оптического термометра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the field of temperature measurement in areas with strong electromagnetic interference, in areas of increased explosion and fire hazard, when measuring under high voltage. The device comprises an optical coupler, a circulator, an optical filter, N-1 optical splitters connected in series via fiber optics, N-1 optical sensors, N optical combiners connected in series via fiber optic cables, the laser radiation source is made broadband, and each optical sensor is made on the basis of fiber Bragg gratings with two π-phase shifts symmetrically located relative to its central wavelength. The technical result consists in simplifying the circuit of a fiber optic thermometer. 1 s.p. f-ly, 4 ill.
Description
Техническое решение относится к области измерения температуры в зонах с сильными электромагнитными помехами, в зонах повышенной взрыво-пожароопасности, при измерениях под высоким напряжением и в других условиях, где недопустимо применение стандартных электронных средств контроля температурного состояния, а именно к системам для мониторинга температурного состояния в медицине, на объектах энергоснабжения, инженерных сооружениях.The technical solution relates to the field of temperature measurement in areas with strong electromagnetic interference, in areas of increased explosion and fire hazard, during measurements under high voltage and in other conditions where the use of standard electronic means of monitoring the temperature state is inadmissible, namely, systems for monitoring the temperature state in medicine, at power supply facilities, engineering structures.
Известен волоконно-оптический термометр (патент РФ RU 2491523 С1, «Волоконно-оптический термометр», опубликован 27.08.2013), включающий в себя волоконно-оптический датчик температуры с записанной вблизи его торца волоконной решеткой Брэгга, а также регистрирующую систему.A fiber optic thermometer is known (RF patent RU 2491523 C1, “Fiber optic thermometer”, published August 27, 2013), including a fiber optic temperature sensor with a Bragg fiber array recorded near its end, as well as a recording system.
Недостатком указанного волоконно-оптического термометра является необходимость использования сложного дорогостоящего блока спектрального анализа принятого излучения и фотоприемного блока для регистрации спектрального смещения, как правило, это оптические анализаторы спектра. Оптоэлектронная раздельная обработка сигналов, также представляется сложной. Все это приводит к появлению дополнительных источников погрешностей измерения температуры и снижению их точности в целом.The disadvantage of this fiber optic thermometer is the need to use a complex expensive unit for the spectral analysis of the received radiation and a photodetector for recording spectral bias, as a rule, these are optical spectrum analyzers. Optoelectronic separate signal processing is also difficult. All this leads to the appearance of additional sources of temperature measurement errors and a decrease in their accuracy in general.
Существует волоконно-оптический термометр, включающий в себя источник лазерного излучения, оптический датчик, приемное устройство (Патент США №7463832 В2 «Метод и система компенсации тепловых смещений для оптических сетей», Опубликован 09.08.2005).There is a fiber optic thermometer that includes a laser source, an optical sensor, and a receiving device (US Patent No. 7463832 B2, “Method and System for Compensating Thermal Displacements for Optical Networks,” published 09.08.2005).
Принцип работы такого волоконно-оптического термометра заключается в том, что генерируют пары сигналов, заранее установленной близкой амплитуды, передают сгенерированную пару сигналов к оптическому датчику, принимают пропущенную через него пару сигналов, и определяют температуру, сравнивая разности амплитуд между сигналами пары, принятой после прохождения через оптический датчик, или сравнивая их амплитуды с амплитудами сигналов в сгенерированной паре, переданной к приемному устройству.The principle of operation of such a fiber-optic thermometer is that they generate pairs of signals of a predetermined close amplitude, transmit the generated pair of signals to the optical sensor, receive the pair of signals passed through it, and determine the temperature by comparing the difference in amplitudes between the signals of the pair received after passing through through an optical sensor, or by comparing their amplitudes with the amplitudes of the signals in the generated pair transmitted to the receiving device.
Недостатком указанного волоконно-оптического термометра является необходимость использования сложной оптической системы для раздельного спектрального приема отдельных компонент пар сигналов, требующей, как правило, наличия узкополосных интерференционных фильтров, в свою очередь, обладающих температурной зависимостью спектральных характеристик. Оптоэлектронная раздельная обработка компонент также представляется сложной и представляет собой обработку абсолютных амплитудных значений принятых сигналов, подверженную воздействию шумов и помех различной природы. Все это приводит к появлению дополнительных источников погрешностей измерения температуры и снижению их точности в целом.The disadvantage of this fiber-optic thermometer is the need to use a complex optical system for separate spectral reception of individual components of signal pairs, requiring, as a rule, the presence of narrow-band interference filters, in turn, having a temperature dependence of spectral characteristics. Separate optoelectronic processing of the components is also complex and represents the processing of the absolute amplitude values of the received signals, subject to the effects of noise and interference of various nature. All this leads to the appearance of additional sources of temperature measurement errors and a decrease in their accuracy in general.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является волоконно-оптический термометр, описанный в способе (патент РФ RU 2491511 С2, «Способ измерения параметров физических полей», опубликован 27.08.2013), содержащий источник двухчастотного лазерного излучения, оптический разветвитель, первый волоконно-оптический кабель, оптический датчик, второй волоконно-оптический кабель, первый фотоприемник, второй фотоприемник, соединенный через третий волоконно-оптический кабель со вторым выходом оптического разветвителя, фазометр, контроллер определения параметра физического поля, при этом выходы первого и второго фотоприемников подключены соответственно к первому и второму входам фазометра, а выход фазометра к входу контроллера определения параметра физического поля. В различных случаях устройство может быть выполнено с использованием оптического датчика на основе волоконной решетки Брэгга, или интерферометра Фабри-Перо, или тонкопленочного фильтра. Как правило, длина третьего волоконно-оптического кабеля равна сумме длин первого и второго волоконно-оптических кабелей.Closest to the proposed technical solution is a fiber optic thermometer described in the method (RF patent RU 2491511 C2, "Method for measuring the parameters of physical fields", published August 27, 2013), containing a source of two-frequency laser radiation, an optical splitter, the first fiber optic cable , an optical sensor, a second optical fiber cable, a first photodetector, a second photodetector connected through a third optical fiber cable to a second output of the optical splitter, a phase meter, a controller about distribution of the parameter of the physical field, while the outputs of the first and second photodetectors are connected respectively to the first and second inputs of the phase meter, and the output of the phase meter to the input of the controller determining the parameter of the physical field. In various cases, the device can be performed using an optical sensor based on a Bragg fiber grating, or a Fabry-Perot interferometer, or a thin-film filter. Typically, the length of the third fiber optic cable is the sum of the lengths of the first and second fiber optic cables.
В основу работы прототипа положено измерение разности фаз между огибающей биений сигналов сгенерированной пары и огибающей биений сигналов пары, прошедшей через оптический датчик.The prototype is based on measuring the phase difference between the envelope of the beats of the signals of the generated pair and the envelope of the beats of the signals of the pair passing through the optical sensor.
Недостатком прототипа является наличие сложного и дорогостоящего источника двухчастотного лазерного излучения, в котором необходимо использовать электрооптические модуляторы Маха-Цендера, у которых происходит смещение положения рабочей точки из-за воздействия внутренних и внешних факторов, такие как температуры окружающей среды, таким образом, требуется дополнительное устройство для ее стабилизации, что существенно усложняет схему волоконно-оптического термометра. Кроме того, в данном техническом решении отсутствует возможность подключения более одного датчика температуры, а также отсутствует возможность мультиплексирования.The disadvantage of the prototype is the presence of a complex and expensive source of dual-frequency laser radiation, in which it is necessary to use the Mach-Zehnder electro-optical modulators, in which the position of the operating point is shifted due to the influence of internal and external factors, such as ambient temperatures, so an additional device is required for its stabilization, which significantly complicates the scheme of the fiber optic thermometer. In addition, in this technical solution there is no possibility of connecting more than one temperature sensor, and there is no possibility of multiplexing.
Техническая проблема заключается в сложности используемого источника двухчастотного лазерного излучения.The technical problem lies in the complexity of the used dual-frequency laser radiation source.
Решаемая техническая задача (технический результат) предлагаемого волоконно-оптического термометра заключается в упрощении схемы волоконно-оптического термометра.The technical problem to be solved (technical result) of the proposed fiber optic thermometer is to simplify the scheme of the fiber optic thermometer.
Решаемая техническая задача (технический результат) в волоконно-оптическом термометре, содержащий источник лазерного излучения, оптический разветвитель, оптический датчик, первый фотоприемник, второй фотоприемник, контроллер определения температуры, источник лазерного излучения соединен с входом оптического разветвителя посредством волоконного световода, второй выход оптического разветвителя соединен с входом оптического датчика посредством волоконного световода достигается тем, что в него дополнительно введены оптический ответвитель, циркулятор, оптический фильтр, N-1 последовательно соединенных посредством волоконных световодов оптических разветвителей, N-1 оптических датчиков, N последовательно соединенных посредством волоконных световодов оптических объединителей, где N - натуральное число и N≥1, причем первый выход каждого предыдущего из N оптического разветвителя соединен с входом каждого последующего соответствующего из N оптического разветвителя, второй выход каждого введенного из N-1 оптического разветвителя соединен с входом соответствующего из N-1 оптического датчика посредством волоконного световода, выход каждого из N оптического датчика соединен со вторым входом соответствующего из N оптического объединителя посредством волоконного световода, причем первый вход каждого предыдущего из N оптического объединителя соединен с выходом каждого последующего соответсвующего из N оптического объединителя, выход первого из N оптического объединителя соединен с входом оптического ответвителя посредством волоконного световода, первый выход оптического ответвителя соединен с входом первого фотоприемника посредством волоконного световода, второй выход оптического ответвителя соединен с входом циркулятора посредством волоконного световода, первый выход циркулятора соединен с оптическим фильтром посредством волоконного световода, второй выход циркулятора соединен с входом второго фотоприемника посредством волоконного световода, выходы первого и второго фотоприемника соединены с первым и вторым входами контроллера определения температуры соответственно посредством электрических проводов, источник лазерного излучения выполнен широкополосным, а каждый оптический датчик выполнен на основе волоконной решетки Брэгга с двумя фазовыми π-сдвигами, симметрично расположенными относительно ее центральной длины волны, и разнесенных на величину Δλ.The technical problem to be solved (technical result) in a fiber-optic thermometer containing a laser radiation source, an optical splitter, an optical sensor, a first photodetector, a second photodetector, a temperature determination controller, a laser radiation source connected to the input of the optical splitter via a fiber optic fiber, a second output of the optical splitter connected to the input of the optical sensor by means of a fiber light guide is achieved by the fact that an optical response is additionally introduced into it a driver, a circulator, an optical filter, N-1 optical splitters connected in series through fiber optic fibers, N-1 optical sensors, N optical couplers connected in series through fiber optical fibers, where N is a natural number and N≥1, with the first output of each previous N the optical splitter is connected to the input of each subsequent corresponding from N optical splitter, the second output of each input from N-1 optical splitter is connected to the input of the corresponding from N-1 op of the optical sensor through a fiber, the output of each of the N optical sensors is connected to the second input of the corresponding N optical combiner via a fiber, the first input of each of the previous N optical combiners connected to the output of each subsequent corresponding N optical combiner, the output of the first from N optical the combiner is connected to the input of the optical coupler through a fiber light guide, the first output of the optical coupler is connected to the input of the first of the first photodetector by means of a fiber, the second output of the optical coupler is connected to the input of the circulator by means of a fiber, the first output of the circulator is connected to the optical filter by the fiber, the second output of the circulator is connected to the input of the second photodetector by the fiber, the outputs of the first and second photodetector are connected to the first and the second inputs of the temperature determination controller, respectively, by means of electric wires, the source of laser radiation eniya made broadband, and each optical sensor is based on fiber Bragg grating with two phase shifts of π-symmetrically arranged with respect to its center wavelength and spaced by an amount Δλ.
В частности, в оптических датчиках разнос фазовых сдвигов Δλi≠Δλj, где i и j - номера оптических датчиков, i, j∈N, где N - множество оптических датчиков, при этом разность Δλi-Δλj не равна и не кратна в целом и частном Δλi и Δλj.In particular, in optical sensors, the phase shift separation is Δλ i ≠ Δλ j , where i and j are the numbers of optical sensors, i, j∈N, where N is the set of optical sensors, and the difference Δλ i -Δλ j is not equal to and is not a multiple of in general and particular Δλ i and Δλ j .
На фиг. 1 изображена структурная схема волоконно-оптического термометра, на фиг. 2 - конструкция оптического датчика, на фиг. 3 - спектр волоконной решетки Брэгга с двумя фазовыми π-сдвигами, на фиг. 4 представлен алгоритм работы контроллер определения температуры.In FIG. 1 is a structural diagram of a fiber optic thermometer; FIG. 2 shows the construction of an optical sensor; FIG. 3 is a spectrum of a Bragg fiber lattice with two π-phase shifts, FIG. 4 shows the operation algorithm of the temperature determination controller.
Волоконно-оптический термометр (фиг. 1, фиг. 2) содержит источник лазерного излучения 1, N последовательно соединенных посредством волоконных световодов оптических разветвителей 21-2N, N оптических датчиков 31-3N, N последовательно соединенных посредством волоконных световодов оптических объединителей 41-4N, где N - натуральное число и может принимать значения, например, 1, 2, 3, 4, 5 и т.д., оптический ответвитель 5, циркулятор 6, оптический фильтр 7 первый фотоприемник 8, второй фотоприемник 9, контроллер определения температуры 10, источник лазерного излучения 1 соединен с входом первого из N оптического разветвителя 21 посредством волоконного световода, первый выход каждого предыдущего из N оптического разветвителя 21-2N соединен с входом каждого последующего соответствующего из N оптического разветвителя 21-2N, второй выход каждого из N оптического разветвителя 21-2N соединен с входом соответствующего из N оптического датчика 31-3N посредством волоконного световода, выход каждого из N оптического датчика 31-3N соединен со вторым входом соответствующего из N оптического объединителя 41-4N посредством волоконного световода, причем первый вход каждого предыдущего из N оптического объединителя 41-4N соединен с выходом каждого последующего соответсвующего из N оптического объединителя 41-4N, выход первого из N оптического объединителя 41 соединен с входом оптического ответвителя 5 посредством волоконного световода, первый выход оптического ответвителя 5 соединен с входом первого фотоприемника 8 посредством волоконного световода, второй выход оптического ответвителя 5 соединен с входом циркулятора 6 посредством волоконного световода, первый выход циркулятора 6 соединен с оптическим фильтром 7 посредством волоконного световода, второй выход циркулятора 6 соединен с входом второго фотоприемника 9 посредством волоконного световода, выходы первого и второго фотоприемника 8 и 9 соединены с первым и вторым входами контроллера определения температуры 10 соответственно посредством электрических проводов, источник лазерного излучения 1 выполнен широкополосным, а каждый оптический датчик 31-3N выполнен на основе волоконной решетки Брэгга 11 (фиг. 2) с двумя фазовыми π-сдвигами 12 (фиг. 2), симметрично расположенными относительно ее центральной длины волны, и разнесенных на величину Δλ.The fiber-optic thermometer (Fig. 1, Fig. 2) contains a
В частности, в оптических датчиках 31-3N разнос фазовых сдвигов 12 Δλi≠Δλj, где i и j - номера оптических датчиков 31-3N, i, j∈N, где N - множество оптических датчиков 31-3N, при этом разность Δλi-Δλj, не равна и не кратна в целом и частном Δλi и Δλj (фиг. 3). Подключают компоненты схемы согласно фиг. 1, подключают источник лазерного излучения 1, первый фотоприемник 8, второй фотоприемник 9 и контроллер определения температуры 10 к источникам питания (система электропитания на фиг. 1 не показана), производят запись программы обработки сигнала согласно алгоритму, представленному на фиг. 4 в контроллер определения температуры 10.In particular, in optical sensors 3 1 -3 N the phase shift is 12 Δλ i ≠ Δλ j , where i and j are the numbers of optical sensors 3 1 -3 N , i, j∈N, where N is the set of optical sensors 3 1 - 3 N , while the difference Δλ i -Δλ j is not equal and is not a multiple of the whole and particular Δλ i and Δλ j (Fig. 3). The components of the circuit according to FIG. 1, a
Рассмотрим работу волоконно-оптического термометра (фиг. 1 - фиг. 4). Широкополосное излучение от источника лазерного излучения 1 (фиг. 1) направляется в оптические датчики 31-3N через оптические разветвители 21-2N.Consider the operation of a fiber optic thermometer (Fig. 1 - Fig. 4). Broadband radiation from the laser source 1 (Fig. 1) is sent to the optical sensors 3 1 -3 N through the optical splitters 2 1 -2 N.
В оптических датчиках 31-3N в окнах прозрачности из полного спектра света вырезаются два узкополосных участка с разносом Δλ, при этом разнос фазовых сдвигов 12 Δλi≠Δλj, где i и j - номера оптических датчиков 31-3N, i, j∈N, где N - множество оптических датчиков 31-3N, при этом разность Δλi-Δλj не равна и не кратна в целом и частном Δλi и Δλj. Далее оптические объединители 41-4N объединяют сигналы, прошедшие через оптические датчики 31-3N, и полученный сигнал попадает в оптический ответвитель 5, где разделяется на две части, одна из которых направляется на первый фотоприемник 8, другая через циркулятор 6 попадает в оптический фильтр 7, где происходит ослабление сигнала, в соответствии с его спектральным положением относительно характеристики отражения оптического фильтра 7, отраженный сигнал от оптического фильтра 7 через циркулятор 6 попадает во второй фотоприемник 9. Таким образом, на выходе первого фотоприемника 8 формируются огибающая биений двух частотных составляющих равной амплитуды с частотой, соответствующей разносу Δλ, а на выходе второго фотоприемника 9 формируются огибающая биений двух частотных составляющих разной амплитуды, зависящих от спектрального положения пропущенного от оптических датчиков 31-3N света, также с частотой, соответствующей разносу Δλ. Контроллер определения температуры 10 принимает сигналы с первого и второго фотоприемников 8 и 9 и обрабатывает их по алгоритму, представленному на фиг. 4.In the optical sensors 3 1 -3 N in the transparency windows, two narrow-band sections with a spacing Δλ are cut from the full spectrum of light, while the phase shift spacing is 12 Δλ i ≠ Δλ j , where i and j are the numbers of the optical sensors 3 1 -3 N , i , j∈N, where N is the set of optical sensors 3 1 -3 N , and the difference Δλ i -Δλ j is not equal and is not a multiple of the whole and particular Δλ i and Δλ j . Next, the optical combiners 4 1 -4 N combine the signals transmitted through the optical sensors 3 1 -3 N , and the received signal goes to the optical coupler 5, where it is divided into two parts, one of which is sent to the first photodetector 8, the other through the circulator 6 in the
Волоконно-оптический термометр может быть создан на следующих элементах, рассчитанных на работу на длине волны 1550 нм:Fiber optic thermometer can be created on the following elements, designed to work at a wavelength of 1550 nm:
- источник лазерного излучения 1 SLD-1550-3 - лазерный диод фирмы «Superlum»;- source of
- оптические разветвители 21-2N, оптический ответвитель 5, оптические объединители 41-4N - оптический разветвитель ТЕЛЕКОМ-ТЕСТ фирмы ООО «Производственно-торговая компания СОКОЛ»;- optical splitters 2 1 -2 N , optical coupler 5, optical combiners 4 1 -4 N - optical coupler TELECOM-TEST of LLC Production and Trade Company SOKOL;
- оптические датчики 31-3N - волоконная решетка Брэгга 11 по меньшей мере с двумя фазовыми сдвигами 12 записанная в НИИ ПРЭФЖС КНИТУ-КАИ (Казань);- optical sensors 3 1 -3 N - Bragg
- циркулятор 6 - циркулятор 3РIOС-1550 фирмы «Flyin»;- circulator 6 - 3PIOС-1550 circulator of the Flyin company;
- оптический фильтр 7 - волоконная решетка Брэгга, записанная в НЦВО «Фотоника» (Москва), или НИИ ПРЭФЖС КНИТУ-КАИ (Казань), или Инверсия-Файбер (Новосибирск), или Инверсия-Сенсор (Пермь) и т.д., либо покупные датчики этих фирм и фирмы FiberSensing;- optical filter 7 - Bragg fiber lattice recorded in the Scientific and Research Center “Photonika” (Moscow), or the Scientific Research Institute of Scientific and Practical Technologies Knitu-Kai (Kazan), or Inversion-Fiber (Novosibirsk), or Inversion-Sensor (Perm), etc., or purchased sensors from these firms and FiberSensing;
- первый фотоприемник 8, второй фотоприемник 9 высокоскоростные волоконно-оптические InGaAs/InP микроволновые широкополосные PIN фотоприемники (приемные модули) НПФ «ДиЛаз», например, ДФДМШ-40-16;- the first photodetector 8, the second photodetector 9 high-speed fiber-optic InGaAs / InP microwave broadband PIN photodetectors (receiving modules) of NPF DiLaz, for example, DFDMSh-40-16;
- контроллер определения температуры 10 - микропроцессорный контроллер на базе чипов фирм Atmel, Microchip и т.д.;- temperature determination controller 10 - microprocessor controller based on chips from Atmel, Microchip, etc .;
При реализации волоконно-оптического термометра все указанные блоки генерации, приема и обработки сигналов могут быть выполнены на едином кристалле или в интегральном исполнении.When implementing a fiber-optic thermometer, all of these blocks of generation, reception and processing of signals can be performed on a single chip or in an integrated version.
По сравнению с прототипом, предложенный волоконно-оптический термометр позволяет упростить схему, за счет устранения из схемы сложного и дорогостоящего источника двухчастотного лазерного излучения.Compared with the prototype, the proposed fiber-optic thermometer allows to simplify the circuit by eliminating the complex and expensive source of dual-frequency laser radiation from the circuit.
Дополнительным преимуществом предложенного волоконно-оптического термометра является возможность подключения более одного датчика температуры, а также появляется возможность мультиплексирования.An additional advantage of the proposed fiber-optic thermometer is the ability to connect more than one temperature sensor, as well as the possibility of multiplexing.
Испытания опытного образца волоконно-оптического термометра были проведены на оптических датчиках, изготовленных в НИИ ПРЭФЖС КНИТУ-КАИ (Казань), откалиброваны на оптических анализаторах спектра ANDO там же, количество оптических датчиков составляет 256. Исследования показали, что предложенный волоконно-оптический термометр, позволяет значительно упростить его схему, при этом погрешность измерения температуры составляет ±0,3°С в диапазоне 240°С. Погрешность измерения определялась в основном погрешностью АЦП контроллера определения температуры, а также неточностью изготовления датчиков температуры на основе волоконных решеток Брэгга с двумя фазовыми сдвигами.Tests of the prototype fiber-optic thermometer were carried out on optical sensors manufactured at the Scientific Research Institute of Scientific and Practical Sciences Knitu-KAI (Kazan), calibrated on optical ANDO spectrum analyzers in the same place, the number of optical sensors is 256. Studies have shown that the proposed fiber-optic thermometer allows significantly simplify its scheme, while the error of temperature measurement is ± 0.3 ° C in the range of 240 ° C. The measurement error was determined mainly by the error of the ADC of the temperature determination controller, as well as the inaccuracy of manufacturing temperature sensors based on Bragg fiber gratings with two phase shifts.
Все это позволяет говорить о достижении решения поставленной технической задачи - упрощение схемы волоконно-оптического термометра.All this allows us to talk about achieving a solution to the technical problem - a simplification of the fiber optic thermometer.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137997U RU180903U1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | FIBER OPTICAL THERMOMETER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137997U RU180903U1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | FIBER OPTICAL THERMOMETER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU180903U1 true RU180903U1 (en) | 2018-06-29 |
Family
ID=62813570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137997U RU180903U1 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | FIBER OPTICAL THERMOMETER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU180903U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785015C1 (en) * | 2021-12-16 | 2022-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | System for determining the central wavelength of fibre-optic sensors |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557577C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Measuring device of value of wear and temperature of product at friction |
US20150292956A1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-15 | Baker Hughes Incorporated | Distributed temperature sensor enhancement by stimulated raman suppression |
RU170835U1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | DEVICE FOR MEASURING THE VALUE OF WEAR AND PRODUCT TEMPERATURE DURING FRICTION |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017137997U patent/RU180903U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150292956A1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-10-15 | Baker Hughes Incorporated | Distributed temperature sensor enhancement by stimulated raman suppression |
RU2557577C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Measuring device of value of wear and temperature of product at friction |
RU170835U1 (en) * | 2016-06-21 | 2017-05-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | DEVICE FOR MEASURING THE VALUE OF WEAR AND PRODUCT TEMPERATURE DURING FRICTION |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785015C1 (en) * | 2021-12-16 | 2022-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" | System for determining the central wavelength of fibre-optic sensors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104864911B (en) | High-speed demodulating apparatus and method based on Fabry-perot optical fiber chamber and the double parameter combined measurements of fiber grating | |
CA2288746C (en) | Distributed sensing system | |
CA2433287C (en) | Fibre optic sensor systems | |
CN105091776B (en) | The optical-fiber laser static strain beat frequency demodulating system modulated based on single-side belt frequency sweep | |
RU102256U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL FIELD PARAMETERS | |
RU2413188C2 (en) | Fibre-optic device for measuring temperature distribution (versions) | |
CN106091973B (en) | Based on annular Research on Cavity Ring Down Spectroscopy strain transducer and strain detecting method | |
US20230349760A1 (en) | Device and method for optical spectrum measurement | |
CN103674497A (en) | Narrow linewidth laser linewidth high-precision measuring system | |
CN103644991B (en) | Based on the method for measuring stress of the double optical fiber grating of Distributed Feedback Laser demodulation | |
RU2512616C2 (en) | Method of measuring parameters of physical fields and device for realising said method | |
RU2608394C1 (en) | Device for measuring parameters of physical fields | |
Misbakhov | Combined raman DTS and address FBG sensor system for distributed and point temperature and strain compensation measurements | |
CN205909795U (en) | Decline based on annular chamber and swing spectral technique strain sensor | |
RU180903U1 (en) | FIBER OPTICAL THERMOMETER | |
RU2673507C1 (en) | Fiber optical thermometer | |
RU92180U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL FIELD PARAMETERS | |
CN111381199A (en) | Pulse high-intensity magnetic field optical measurement system and method | |
RU2785015C1 (en) | System for determining the central wavelength of fibre-optic sensors | |
RU161644U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL FIELD PARAMETERS | |
RU2495380C2 (en) | Measuring method of parameters of physical fields | |
RU2667344C1 (en) | Fiber optical thermometer | |
RU2437063C1 (en) | Fibre-optic sensor system | |
RU179264U1 (en) | FIBER OPTICAL THERMOMETER | |
RU2520963C2 (en) | Optic fibre measuring system (versions) |