ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы создания волоконно-оптического датчика давления для осуществления дистанцион-ного мониторинга параметров пневмо- и гидромагистралей, предназначенных для транспортировки пожаро-взрывоопасных сред (горючих газов, жидкостей), или пневмогидравлических си-стем, эксплуатируемых в пожаро-взрывоопасных условиях. Предложенное решение не требует взрывозащищённого исполнения и использует наиболее простые в плане технологического процесса производства упругие чувствительные элементы и оптический модулятор поляриметрического типа. Описан принцип действия волоконно-оптического датчика давления, приведена структурная схема его первичного и вторичного преобразователей, разработана трёхмерная модель датчика, в соответствии с которой изготовлен экспериментальный образец датчика и разработан стенд для его исследования. Для экспериментального образца определен рабочий участок функции преобразования 3,5…6,5 бар, среднее значение чувствительности 0,061 мВт/бар (4,97 дБм/бар), при этом разброс регистрируемой оптической мощности между кривыми на рабочем участке не превышает 2,62 %. Для обеспечения более высоких метрологических характеристик датчика даны соответствующие конструкторские рекомендации.

Об авторах

О. Г. Бабаев

Самарский национальный
исследовательский университет
имени академика С. П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: orbaev@yandex.ru
Россия, Московское шоссе, 34, г. Самара, Российская Федерация, 443086

Список литературы

  1. [1] Udd, E., Spillman, W.B. (2011), Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists, 2nd ed., John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 512 p.
  2. [2] Fraden, J. (2016), Handbook of modern sensors: Physics, designs, and applications, 5th ed., Springer, San Diego, CA, 758 p.
  3. [3] Окоси Т., Окамото К., Оцу М. и др. (1990), Волоконно-оптические датчики: Пер. с япон., 256 с.
  4. [4] Matyunin, S.A., and Babaev, O.G. (2015), “Contactless fiberoptic vibration sensors for explosive manufacturings”, Proceedings of the 22nd International Congress on Sound and Vibration, ICSV 2015, Florence, Italy, July 12-16, 2015.
  5. [5] Рандошкин, В.В., Червоненкис, А.Я. (1990), Прикладная магнитооптика, М.: Энергоатомиздат, 320 с.
  6. [6] Hegde, G., Prasad, M.V.N. and Asokan, S. (2021), “Temperature compensated diaphragm based Fiber Bragg Grating (FBG) sensor for high pressure measurement for space applications”, Microelectronic Engineering, Vol. 248, paper No. 111615.
  7. [7] Liu, L., Li, Y., He, Y., Li, F. and Liu, Y. (2009), “Membrane-based fiber bragg grating pressure sensor with high sensitivity”, Microwave and Optical Technology Letters, 51 (5), pp. 1279-1281.
  8. [8] Huang, J., Zhou, Z., Wen, X. and Zhang, D. (2013), “A diaphragmtype fiber Bragg grating pressure sensor with temperature compensation”, Measurement, 46 (3), pp. 1041-1046.
  9. [9] Urban, F., Kadlec, J., Vlach, R. and Kuchta, R. (2010), “Design of a pressure sensor based on optical fiber Bragg grating lateral deformation”, Sensors, 10 (12), pp. 11212-11225.
  10. [10] Han, Z., Xin, G., Nan, P., Liu, J., Zhu, J. and Yang, H. (2021), “Hypersensitive high-temperature gas pressure sensor with Vernier effect by two parallel Fabry-Perot interferometers”, Optik, 241, paper No. 166956
  11. [11] Pan, R., Yang, W., Li, L., Yang, Y., Zhang, L., Yu, X., Fan, J., Yu, S. and Xiong, Y. (2021), “A High-Sensitive Fiber-Optic Fabry-Perot Sensor with Parallel Polymer-Air Cavities Based on Vernier Effect for Simultaneous Measurement of Pressure and Tempera-ture”, IEEE Sensors Journal, 21 (19), pp. 21577-21585.
  12. [12] Yu, Q. and Zhou, X. (2011), Pressure sensor based on the fiber-optic extrinsic Fabry-Perot interferometer Photonic Sensors, 1 (1), pp. 72-83.
  13. [13] Aref, S.H., Latifi, H., Zibaii, M.I. and Afshari, M. (2007), “Fiber optic Fabry-Perot pressure sensor with low sensitivity to temperature changes for down-hole application”, Optics Communications, 269 (2), pp. 322-330.
  14. [14] Андреева, Л. Е., Упругие элементы приборов: 2-е изд., М.: Машиностроение, 1981, 392 c.
  15. [15] Усманов, Х.Г., Проектирование пружинного манометра, М.: МИИТ, 1972, 31 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Бабаев О.Г., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Динамика и виброакустика

ISSN 2409-4579 (Online)

Учредитель и издатель журнала: ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва» (Самарский университет), Московское шоссе, 34, 443086, г. Самара, Российская Федерация.

Выписка из реестра зарегистрированных СМИ

Главный редактор: академик РАН Евгений Владимирович Шахматов

4 выпуска в год

Цена свободная

Адрес редакции: 443086, г. Самара, ул. Гая, 43, 324 ауд.

Адрес для корреспонденции: 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34, Самарский национальный исследовательский университет (Самарский университет), 14 корпус, 324 ауд.

Тел: 8 (846) 267 47 66

e-mail: dynvibro@ssau.ru

www: https://dynvibro.ru

© Самарский университет

 

 

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах