RU2069349C1 - Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков - Google Patents
Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2069349C1 RU2069349C1 RU93040328A RU93040328A RU2069349C1 RU 2069349 C1 RU2069349 C1 RU 2069349C1 RU 93040328 A RU93040328 A RU 93040328A RU 93040328 A RU93040328 A RU 93040328A RU 2069349 C1 RU2069349 C1 RU 2069349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- amplitude
- signal
- change
- line
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано в области разработки измерительных устройств. Сущность заключается в том, что с целью повышения достоверности измерения оптический сигнал подают импульсно. Перед датчиком его разделяют на два сигнала. Один из сигналов пропускают через датчик, где он претерпевает изменение от изменения контролируемого параметра, а другой - через линию задержки. По отношению величин сигналов судят об изменении параметра. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области волоконной оптики и наиболее эффективно может быть использовано при работе с амплитудными оптическими датчиками, в которых состояние контролируемого параметра определяют по изменению амплитуды оптического сигнала, подаваемого на указанный датчик.
Известен способ [1] при котором амплитуду оптического сигнала, прошедшего через амплитудный оптический датчик, сравнивают с амплитудой исходного сигнала и по ее изменению определяют изменение контролируемого параметра. Недостатком данного способа является то, что изменение интенсивности оптического сигнала в результате нестабильности излучателя или изменения пропускания оптической линии приводит к ошибке, которая может быть весьма значительной.
Наиболее близким к предлагаемому является способ [2] при котором оптический сигнал пропускают через оптическую линию и амплитудный оптический датчик. При этом исходный сигнал состоит из излучения с длинами волн λ1 и λ2, полученными из одного источника, и выбранными таким образом, что изменение контролируемого параметра изменяет амплитуду излучения только на одной длине волны, например λ1, а изменение пропускания оптической линии и нестабильность источника излучения в равной мере отражаются на излучении с длиной волны λ1 и λ2.
Таким образом, зная исходное отношение мощностей К излучения на длине волны λ1 и λ2;
,
где мощность излучения на длинах волн λ1 и λ2, можно определить относительное изменение сигнала при прохождении излучения на тестирующей длине волны через амплитудный оптический датчик с исключением ошибки, связанной с нестабильностью (дрейфом мощности) источника излучения и изменением пропускания оптической линии. В этом случае
Здесь Р коэффициент, отражающий изменение мощности излучения за счет нестабильности излучателя и изменения пропускания оптической линии;
S коэффициент, вызывающий изменение мощности излучения на длине волны λ1 в датчике за счет изменения контролируемого параметра;
мощности излучения на выходе из оптической системы;
мощности излучения на входе на соответствующих длинах волн.
Таким образом, зная исходное отношение мощностей К излучения на длине волны λ1 и λ2;
,
где мощность излучения на длинах волн λ1 и λ2, можно определить относительное изменение сигнала при прохождении излучения на тестирующей длине волны через амплитудный оптический датчик с исключением ошибки, связанной с нестабильностью (дрейфом мощности) источника излучения и изменением пропускания оптической линии. В этом случае
Здесь Р коэффициент, отражающий изменение мощности излучения за счет нестабильности излучателя и изменения пропускания оптической линии;
S коэффициент, вызывающий изменение мощности излучения на длине волны λ1 в датчике за счет изменения контролируемого параметра;
мощности излучения на выходе из оптической системы;
мощности излучения на входе на соответствующих длинах волн.
Недостатком данного способа является невозможность использования монохроматического источника излучения. Кроме того, применение данного способа возможно только в случае, когда изменение контролируемого параметра не влияет на изменение интенсивности излучения на длине волны λ2, что сужает функциональные возможности способа.
Технический результат, заключающийся в получении достоверных показаний изменения мощности излучения проходящего через амплитудный оптический датчик при использовании монохроматического излучения, достигается заявляемым способом.
Сущность заявляемого способа состоит в том, что оптический сигнал пропускают через оптическую линию и амплитудный оптический датчик, при этом оптический сигнал подают в виде импульсов длительностью τ и периодом T = nτ, где n > 2, при этом перед амплитудным оптическим датчиком оптический сигнал разделяют на два сигнала, один из которых пропускают через амплитудный оптический датчик, а другой через линию задержки со временем задержки to, где (T-τ)>to>τ, а об изменении контролируемого параметра судят по отношению амплитуд импульсов, прошедших через амплитудный оптический датчик и линию задержки.
Указанная совокупность признаков позволяет использовать монохроматический источник излучения и в то же время исключить ошибку определения состояния контролируемого параметра, возникающую вследствие нестабильность источника излучения и изменения пропускания оптической линии.
Способ поясняется чертежами, где изображено: на фиг. 1 блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2а график импульсной подачи оптических сигналов; на фиг. 2б график оптических сигналов, направляемых на амплитудный оптический датчик и в линию задержки; на фиг. 2в график оптических сигналов, прошедших через амплитудный оптический датчик и через линию задержки; на фиг. 2г график оптических сигналов, прошедших через амплитудный оптический датчик и через линию задержки при условии изменения интенсивности света.
В соответствии с фиг. 1 устройство содержит источник излучения 1, оптическую линию 2, разветвители 3, 4, амплитудный оптический датчик 5, линию задержки 6, фотоприемник 7.
На фиг. 2 показаны:
I и t обозначения координат, где I мощность оптического сигнала, t - время.
I и t обозначения координат, где I мощность оптического сигнала, t - время.
Io исходная мощность оптического излучения, попадающего в оптическую линию 2 из источника излучения 1.
I1 и I2 мощности разделенных разветвителем 3 оптических сигналов, направляемых в датчик (I1) и в линию задержки 6 (I2).
I3 мощность оптического сигнала, прошедшего через датчик.
I4 мощность оптического сигнала, прошедшего через датчик при условии изменения интенсивности света источника излучения и пропускания оптической линии.
I5 мощность оптического сигнала, прошедшего через линию задержки при условии изменения интенсивности света источника излучения и пропускания оптической линии.
to время задержки.
Т период следования импульсов.
τ длительность импульса.
Способ реализуется блок-схемой следующим образом.
Оптический сигнал Io (фиг. 2а), излучаемый источником 1, попадает в оптическую линию 2 и разделяется на сигналы I1 и I2 разветвителем 3. Сигнал I1, подается на амплитудный оптический датчик 5. Сигнал I2 подается в линию задержки 6. Сигнал I1, пройдя через датчик 5, превращается в сигнал I3, сигнал I2, проходя через линию задержки 6, не изменяется по мощности, но появляется с задержкой to. В случае дрейфа интенсивности источника излучения 1 или изменения степени пропускания оптической линии связи 2 сигнал I3 превращается в сигнал I1, а сигнал I2 в сигнал I5.
Импульсная подача позволяет разделить исходный сигнал Io на два I1 и I2, пропустить их по разным каналам, а именно через датчик 5 и через линию задержки 6. Очевидно, что сигнал, прошедший через линию задержки 6, не изменяет своей мощности, в то время как мощность сигнала I1, прошедшего через датчик 5, меняется с I1 до I3 при этом I3 SI1 где
S определяется значением контролируемого параметра.
S определяется значением контролируемого параметра.
Дрейф мощности источника излучения 1 и изменение пропускания оптической линии 2 в равной степени сказываются на изменении величины сигналов I3 и I2, которые принимают значение соответственно I4 и I5 т.е.
I4 rI3
I5 rI2,
где r коэффициент, определяющийся дрейфом интенсивности источника излучения 1 и изменением пропускания оптической линии 2.
I5 rI2,
где r коэффициент, определяющийся дрейфом интенсивности источника излучения 1 и изменением пропускания оптической линии 2.
Сигналы I4 и I5 подаются на фотоприемник 7 через разветвитель 3. Периодичность Т подачи импульсов Io выбирается из соотношения T = nτ,, где n > 2, а to выбирается из соотношения (T-τ)>to>τ..
Таким образом регистрируют два сигнала I4 и I5. Состояние контролируемого параметра определяют из отношения:
где К коэффициент, являющийся характеристикой разветвителя 3.
где К коэффициент, являющийся характеристикой разветвителя 3.
Таким образом, способ позволяет исключить ошибку определения состояния контролируемого параметра, возникающую в результате дрейфа мощности источника излучения и изменения пропускания оптической линии, поскольку отношение I4/I5 от этих параметров не зависит.
Кроме того, способ позволяет использовать монохроматический источник излучения, например лазерный генератор. В итоге он становится пригодным для работы с амплитудными оптическими датчиками, в которых изменение контролируемого параметра влияет на изменение мощности оптического излучения во всем спектральном диапазоне.
Claims (1)
- Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков, включающий последовательную подачу оптического сигнала в оптическую линию и амплитудный оптический датчик и проведение измерений по значению контролируемого параметра, отличающийся тем, что оптический сигнал подают в оптическую линию в виде импульсов, длительностью τ с периодом T = nτ где n > 2, при этом перед амплитудным оптическим датчиком оптический сигнал разделяют на два сигнала, один из которых пропускают через амплитудный оптический датчик, а другой через линию задержки с временем задержки t0, где (T-τ) > to> τ, и определяют значение контролируемого параметра по отношению амплитуд импульсов, прошедших через амплитудный оптический датчик и линию задержки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040328A RU2069349C1 (ru) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040328A RU2069349C1 (ru) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93040328A RU93040328A (ru) | 1996-03-10 |
RU2069349C1 true RU2069349C1 (ru) | 1996-11-20 |
Family
ID=20146324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93040328A RU2069349C1 (ru) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2069349C1 (ru) |
-
1993
- 1993-08-09 RU RU93040328A patent/RU2069349C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент ФРГ N 3728310, кл. G 01N 21/39, 1989. 2. Патент ФРГ N 3741026, кл. G 01N 21/39, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6865198B2 (en) | Cavity ringdown spectroscopy system and method | |
KR950014852A (ko) | 광 산란에 기초한 실시간 웨이퍼 온도 측정용 장치, 시스템 및 방법 | |
DE3176220D1 (en) | Fibre-optical measuring equipment | |
GB2378504A (en) | Optical fiber characteristic measuring device | |
US5772588A (en) | Apparatus and method for measuring a scattering medium | |
GB2197946A (en) | Sensing strain and temperature | |
JPH0364812B2 (ru) | ||
US5491329A (en) | Photodetecting apparatus having intensity tuneable light irradiating unit | |
EP1069426B1 (en) | Method and device for measuring concentration of absorbing component of scattering/absorbing body | |
EP0758082B1 (en) | Measurement apparatus for internal information in scattering medium | |
US5189483A (en) | Apparatus for measurement of chromatic dispersion in a single mode optical fiber | |
RU2069349C1 (ru) | Способ измерения оптического сигнала при использовании амплитудных оптических датчиков | |
JP7352962B2 (ja) | ブリルアン周波数シフト測定装置及びブリルアン周波数シフト測定方法 | |
JP3689496B2 (ja) | 計測装置 | |
US4888480A (en) | Optical sensing arrangements with wavelength and time-displacement detection | |
US20040037494A1 (en) | Optical pulse generator and optical pulse testing instrument and method | |
US4947038A (en) | Process and arrangement for optically measuring a physical quantity | |
JPH06289137A (ja) | 光学式距離計 | |
CN115165762B (zh) | 一种具有光谱分辨功能的芯片 | |
TWI559636B (zh) | 光源裝置 | |
JPH06123661A (ja) | 光ファイバ式分布形温度センサおよび2波長光発生装置 | |
SU1721512A1 (ru) | Способ измерени скорости крупномасштабных и стратифицированных потоков | |
SU887968A1 (ru) | Устройство дл измерени обратного рассе ни в световодах | |
JP2885979B2 (ja) | 温度分布検出装置 | |
JP2623782B2 (ja) | 光ファイバの温度分布測定方法 |