URN: http://vtn.chdtu.edu.uaurn:2306:44551.2019.166254

DOI: https://doi.org/10.24025/2306-4412.1.2019.166254

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА МАЯТНИКОВОГО ТИПА

А. К. Сандлер

Анотація


Анализ научно-технической литературы показал, что существует проблема недостаточного внимания к процессам в волоконно-оптических акселерометрах, эксплуатируемых в условиях концентрированного воздействия дестабилизирующих факторов, генерируемых компактно расположенным оборудованием энергетической установки. Не рассматриваются конструктивно- технологические особенности акселерометров, и не дается оценка их метрологических и эксплуатационных характеристик в данных условиях. Соответственно, отсутствует систематизированное описание процессов в волоконных акселерометрах и, в целом подход в решении этого важного вопроса. Автором была исследована работа акселерометра маятниковой схемы для контроля высокочастотной вибрации в специальных условиях эксплуатации.

 В разработанной схеме акселерометра представление оптического волокна в виде слоистой ступенчатой структуры позволяет составить и использовать дискретную расчетную схему. Согласно такой схемы, волокно:

заменяется цилиндром, состоящим из ряда концентрических цилиндрических  слоев, в пределах каждого из которых напряжение считается постоянным. В каждом слое показатель преломления постоянный, а поле описывается функцией ψ;

для оценки  величины показателя преломления в каждом слое может быть использован метод профилей равного объема;

задача согласования двух волноводных структур рассматривается как возбуждение приемной антенны некоторым заданным полем излучающей антенны.

На основании модифицированной теорией связанных мод в туннельно-связанных оптических волокнах был определен коэффициент связи мод излучения в коаксиальной структуре, создаваемой под влиянием колебательных процессов.

Получила дальнейшее развитие модель волоконно-оптического акселерометра, что позволило разработать модель измерительного преобразователя для лабораторных измерений и реализовать моделирование устройств для их эффективного проектирования.


Ключові слова


волоконно-оптический акселерометр; оптическое волокно; коэффициент связи мод излучения.

Повний текст:

PDF

Посилання


Комиссаров, С.C. Разработка и исследование волоконно-оптической интерферометрической системы с микромеханическим преобразователем: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.11.07 / Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ". – СПб.: – 2016. – 18 с.

Бадеева, Е.А. Научная концепция проектирования волоконно-оптических датчиков давления с открытым оптическим каналом для ракетно-космической и авиационной техники.// Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2016. – №4 (40). – С. 102-113.

Сандлер, А.К., Логишев, И.В., Сандлер, А.А. Инвариантный волоконный акселерометр. //Енергетика судна: експлуатація та ремонт: матеріали науково-технічної конференції – Одеса: ОНМА. – 2011. – С. 277 -279.

Сандлер, А.К., Сандлер, О.А. Інваріантний волоконний акселерометр: Деклараційний патент України № 62437, МПК (2011) G01M 11/00. – заявл. 02.02.2011. // Опубл. 26.10.2011, бюл. № 18.

Сандлер, А.К. Волоконно-оптический акселерометр для диагностирования судовых газовых турбин. //Автоматика-2012: ХIХ Міжнародна конференція з автоматичного управління, 26-28 вересня 2012 р.: матеріали конференції – К.: НУХТ. – 2012. – С. 336.

Сандлер, А.К., Логишев, И.В. Контроль положения валов судовых механизмов волоконно-оптическими устройствами. // Суднові енергетичні установки: експлуатація та ремонт: матеріали науково-технічної конференції – Одеса: ОНМА. – 2013. – С. 110 - 113.

Сандлер, А.К., Логишев, И.В. Разработка волоконного акселерометра для контроля высокочастотной вибрации судовых механизмов.// Річковий та морський флот: експлуатація та ремонт: матеріали науково-технічної конференції – Одеса: НУ "ОМА". – Т.2. – 2017. – С. 14 - 17.

Черненко, В.Д. Оптомеханика волоконных световодов. – СПб.: Политехника, – 2010. – 291 с.

Маркузе, Д. Оптические волноводы. – М.: Мир, 1974. – 576 с.

Снайдер, А., Лав, Д. Теория оптических волноводов. – М.: Радио и связь,1987. – 656 с.

Барыбин, А.А. Электродинамика волноведущих структур. Теория возбуждения и связи волн. – М.: Физматлит, 2007. – 512 с.

Бусурин, В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: физические основы, вопросы расчета и применения. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.

Новицкий, П.В., Левшина, Е.С. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. – Л.: Энергия,1975. – 576 с.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Commissarov, C.C. Development and a research of a fiber-optical interferometric system with the micromechanical converter: autoref. yew.... Cand. tech. sci.: 05.11.07 / St. Petersburg state electrotechnical university "LETI". – SPb.: – 2016. – 18 pages.

2. Badeeva, E.A. The scientific concept of projection of fiber optic sensors of pressure with an open optical channel for the space-rocket and aircraft equipment.//News of higher educational institutions. Volga region. Technical science. – 2016. – No. 4 (40). – Page 102-113.

3. Sandler, A.K., Logishev, I.V., Sandler, A.A. Invariant fiber accelerometer.//Ship power engineering: operation and repair: materials of the scientific and technical conference – Odessa: ONMA. – 2011. – Page 277 - 279.

4. Sandler, A.K., Sandler, O.A. Invariant Fiber Accelerometer: Declarative Patent of Ukraine No. 62437, MPK (2011) G01M 11/00. – 02.02.2011.//Hubl. 26.10.2011, bulletin No. 18.

5. Sandler, A.K. A fiber-optical accelerometer for diagnosing of ship gas turbines.//Automation-2012: XIX International Conference on Automatic Control, September 26-28.09.2012: Conference materials,– K.: NUHT. – 2012. – Page 336.

6. Sandler, A.K., Logishev, I.V. Monitoring of provision of shaft of ship mechanisms fiber-optical devices.//Ship power installations: operation and repair: materials of the scientific and technical conference - Odessa: ONMA. - 2013. - P. 110 - 113.

7. Sandler, A.K., Logishev, I.V. Development of a fiber accelerometer for monitoring of high-frequency vibration of ship mechanisms.//River and marine fleet: operation and repair: materials of the scientific and technical conference - Odessa: NU "OMA". - T.2. - 2017. - pp. 14 - 17.

8. Chernenko, V.D. Optomechanic of fiber light guides. – SPb.: Polytechnique, – 2010. – 291 pages.

9. Markuze. Optical wave guides. – M.: World, 1974. – 576 pages.

10. Snider, A., Lavas. Theory of optical wave guides. – M.: Radio and communication, 1987. – 656 pages.

11. Barybin, A.A. Electrodynamics of waveguide structures. Theory of excitation and wave coupling. – M.: Fizmatlit, 2007. – 512 pages.

12. Busurin, V.I., Nosov Yu.R. Fiber optic sensors: principal physics, questions of calculation and application. – M.: Energoatomizdat, 1990. – 256 pages.

13. Novitsky, P.V., Levshina, E.S., etc. Electric measurements of not electrical quantities. – L.: Energy, 1975. – 576 pages.

 





Copyright (c) 2019 Альберт Кириллович Сандлер